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Thiophène
Image illustrative de l’article Thiophène
Structure chimique du thiophène
Identification
Nom UICPA Thiophène
Synonymes

Sulfure de divinylène
Thiacyclopentadiène
Thiofurane

No CAS 110-02-1
No ECHA 100.003.392
No CE 203-729-4
No RTECS XM7350000
PubChem 8030
ChEBI 30856
SMILES
InChI
Apparence liquide incolore, d'odeur âcre[1] rappelant celle du benzène[2].
Propriétés chimiques
Formule brute C4H4S  [Isomères]
Masse molaire[4] 84,14 ± 0,008 g/mol
C 57,1 %, H 4,79 %, S 38,11 %,
pKa 38,4
Moment dipolaire 0,55 ± 0,01 D [3]
Propriétés physiques
fusion −38 °C[1]
ébullition 84 °C[1]
Solubilité dans l'eau : nulle[1]
Paramètre de solubilité δ 20,1 MPa1/2 (25 °C)[5]
Masse volumique 1,06 g·cm-3[1] à 20 °C,
2,9 (air = 1)
d'auto-inflammation 395 °C[1]
Point d’éclair −1 °C[1] ; −9 °C
Limites d’explosivité dans l’air 1,512,5 %vol[1]
Pression de vapeur saturante à 12,5 °C : 5,3 kPa[1]
Thermochimie
S0liquide, 1 bar 181 J/mol·K
ΔfH0gaz 115,0 kJ/mol
ΔfH0liquide 81 kJ/mol
Cp 122.4 J/mol·K (liq.)
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation 8,86 ± 0,02 eV (gaz)[8]
Propriétés optiques
Indice de réfraction 1,529 (20 °C)
Précautions
SGH[2]
SGH02 : InflammableSGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
Danger
H225, H302, H319, H412, P210, P260, P262, P273, P305+P351+P338, P403+P235,
NFPA 704
Transport[2]
33
   2414   
Écotoxicologie
LogP 1,81[1]

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le thiophène est un composé chimique de formule C4H4S. C'est un composé organosulfuré hétérocyclique de la classe des métalloles. Sa nature aromatique se traduit par un grand nombre de réactions de substitution. Il se présente sous la forme d'un liquide incolore à l'odeur rappelant celle du benzène. Sa chimie rappelle également celle du benzène.

On trouve souvent le thiophène naturellement dans le pétrole, à des concentrations pouvant atteindre 1 à 3 %. Il a également été détecté sur Mars dans des échantillons prélevés dans le cratère Gale[9] et dont le contenu organique évoque le kérogène terrestre[10].

Le thiophène est un des composés utilisés pour dénaturer l'alcool. Les analogues du thiophène sont par exemple le furane C4H4O, le sélénophène C4H4Se et le pyrrole C4H4NH, qui se distinguent les uns des autres par l'hétéroatome présent dans le cycle.

La réaction de polymérisation du thiophène conduit au polythiophène.

Sommaire

ChimieModifier

La chimie du thiophène est essentiellement marquée par son caractère aromatique (quatre électrons apportés par les doubles liaisons, deux par le soufre). Le cycle peut donc subir les substitutions électrophiles aromatiques classiquement rencontrées sur les aromatiques, telles les halogénations, les réactions de Friedel-Crafts (rarement en présence de chlorure d'aluminium AlCl3, qui a tendance à favoriser des polymérisations par ouverture du cycle, néanmoins), des formylations de Wilsmeier-Haack, …

De par la présence du soufre, les substitutions sont fortement orientées sur les carbones 2 et 5, et il est quasiment impossible d'orienter une réaction en position 3 ou 4 si ces deux positions ne sont pas déjà occupées. Une exception notable est par exemple l'isomérisation du 2-bromothiophène en 3-bromothiophène en présence de silice acide.

Le thiophène est cependant nettement plus fragile qu'un aromatique simple, et peut subir des réactions de dégradation en présence d'acide fort (notamment l'acide sulfurique H2SO4) ou d'acide de Lewis (AlCl3).

L'hydrogénation des doubles liaisons est nettement plus simple que sur le benzène, mais il est très difficile de s'arrêter à une seule réaction.

Voir aussiModifier

Composés structurellement ou chimiquement apparentés :

Liens externesModifier

Notes et référencesModifier

  1. a b c d e f g h i et j THIOPHENE, fiche(s) de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée(s) le 9 mai 2009
  2. a b et c Entrée « Thiophene » 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 10 juin 2018 (JavaScript nécessaire)
  3. (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, , 89e éd., 2736 p. (ISBN 142006679X et 978-1420066791), p. 9-50
  4. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  5. (en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, , 2e éd., 1076 p. (ISBN 0387690026, lire en ligne), p. 294
  6. a b et c (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill, , 7e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50
  7. (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., (ISBN 0-88415-857-8)
  8. (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, , 89e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791), p. 10-205
  9. (en) Jennifer L. Eigenbrode, Roger E. Summons, Andrew Steele, Caroline Freissinet, Maëva Millan, Rafael Navarro-González, Brad Sutter, Amy C. McAdam, Heather B. Franz, Daniel P. Glavin, Paul D. Archer Jr., Paul R. Mahaffy, Pamela G. Conrad, Joel A. Hurowitz, John P. Grotzinger, Sanjeev Gupta, Doug W. Ming, Dawn Y. Sumner, Cyril Szopa, Charles Malespin, Arnaud Buch et Patrice Coll, « Organic matter preserved in 3-billion-year-old mudstones at Gale crater, Mars », Science, vol. 360, no 6393,‎ , p. 1096-1101 (PMID 29880683, DOI 10.1126/science.aas9185, Bibcode 2018Sci...360.1096E, lire en ligne)
  10. (en) Paul Voosen, « NASA rover hits organic pay dirt on Mars », sur http://www.sciencemag.org/, (consulté le 9 juin 2018).