Thiophène

Thiophène
Structure chimique du thiophène
Général
Nom IUPAC	Thiophène
Synonymes	Sulfure de divinylène Thiacyclopentadiène Thiofurane
No CAS	110-02-1
No EINECS	203-729-4
Apparence	liquide incolore, d'odeur âcre[1].
Propriétés chimiques
Formule brute	C4H4S  [Isomères]
Masse molaire[3]	84,14 ± 0,008 g·mol-1 C 57,1 %, H 4,79 %, S 38,11 %,
pKa	38,4
Moment dipolaire	0,55 ± 0,01 D [2]
Propriétés physiques
T° fusion	-38 °C[1]
T° ébullition	84 °C[1]
Solubilité	dans l'eau : nulle[1]
Masse volumique	1,06 g·cm-3[1], 2,9 (air=1) équation[4] : $\rho=1.2875/0.28195^{(1+(1-T/579.35 )^{ 0.3077 })}$ Masse volumique du liquide en kmol·m-3 et température en kelvins, de 234,94 à 579,35 K. Valeurs calculées : 1,05869 g·cm-3 à 25 °C. T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 234,94 -38,21 13,431 1,13011 257,9 -15,25 13,12966 1,10476 269,38 -3,77 12,97626 1,09185 280,86 7,71 12,82073 1,07876 292,34 19,19 12,66294 1,06549 303,82 30,67 12,50275 1,05201 315,3 42,15 12,33998 1,03831 326,78 53,63 12,17445 1,02438 338,26 65,11 12,00595 1,0102 349,74 76,59 11,83426 0,99576 361,22 88,07 11,6591 0,98102 372,7 99,55 11,48017 0,96596 384,18 111,03 11,29714 0,95056 395,66 122,51 11,10959 0,93478 407,15 134 10,91706 0,91858 T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 418,63 145,48 10,71901 0,90192 430,11 156,96 10,51477 0,88473 441,59 168,44 10,30357 0,86696 453,07 179,92 10,08442 0,84852 464,55 191,4 9,85614 0,82932 476,03 202,88 9,61719 0,80921 487,51 214,36 9,36559 0,78804 498,99 225,84 9,09865 0,76558 510,47 237,32 8,81266 0,74152 521,95 248,8 8,50217 0,71539 533,43 260,28 8,15861 0,68648 544,91 271,76 7,7672 0,65355 556,39 283,24 7,29805 0,61407 567,87 294,72 6,66952 0,56119 579,35 306,2 4,566 0,38419
T° d'auto-inflammation	395 °C[1]
Point d’éclair	-1 °C[1]
Limites d’explosivité dans l’air	1,5–12,5 %vol[1]
Pression de vapeur saturante	à 12,5 °C : 5,3 kPa[1] équation[4] : $P_{vs}=exp(89.171+\frac{-6860.3}{T}+(-10.104) \times ln (T) + (7.4769E-6) \times T^{2})$ Pression en pascals et température en kelvins, de 234,94 à 579,35 K. Valeurs calculées : 10 483,64 Pa à 25 °C. T (K) T (°C) P (Pa) 234,94 -38,21 1,8538E2 257,9 -15,25 1 058,43 269,38 -3,77 2 215,87 280,86 7,71 4 315,29 292,34 19,19 7 891,54 303,82 30,67 13 660,3 315,3 42,15 22 534,12 326,78 53,63 35 629,58 338,26 65,11 54 265,36 349,74 76,59 79 952,78 361,22 88,07 114 380,91 372,7 99,55 159 398,72 384,18 111,03 216 996,9 395,66 122,51 289 291,71 407,15 134 378 512,81 T (K) T (°C) P (Pa) 418,63 145,48 486 996,39 430,11 156,96 617 184,63 441,59 168,44 771 632,1 453,07 179,92 953 019,1 464,55 191,4 1 164 172,14 476,03 202,88 1 408 091,34 487,51 214,36 1 687 984,58 498,99 225,84 2 007 308,42 510,47 237,32 2 369 815,64 521,95 248,8 2 779 609,63 533,43 260,28 3 241 206 544,91 271,76 3 759 601,92 556,39 283,24 4 340 353,94 567,87 294,72 4 989 665,33 579,35 306,2 5,7145E6
Thermochimie
S0liquide, 1 bar	181 J/mol·K
ΔfH0gaz	115,0 kJ/mol
ΔfH0liquide	81 kJ/mol
Cp	122.4 J/mol·K (liq.) équation[4] : $C_{P} = (8.1350E4) + (129.80) \times T + (-3.9000E-3) \times T^{2}$ Capacité thermique du liquide en J·kmol-1·K-1 et température en kelvins, de 234,94 à 357,31 K. Valeurs calculées : 119,703 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp $( \tfrac { J } { kmol \times K } )$ Cp $( \tfrac { J } { kg \times K } )$ 234,94 -38,21 111 630 1 327 243 -30,15 112 661 1 339 247 -26,15 113 173 1 345 251 -22,15 113 684 1 351 255 -18,15 114 195 1 357 259 -14,15 114 707 1 363 263 -10,15 115 218 1 369 267 -6,15 115 729 1 375 271 -2,15 116 239 1 381 275 1,85 116 750 1 388 279 5,85 117 261 1 394 283 9,85 117 771 1 400 287 13,85 118 281 1 406 292 18,85 118 919 1 413 296 22,85 119 429 1 419 T (K) T (°C) Cp $( \tfrac { J } { kmol \times K } )$ Cp $( \tfrac { J } { kg \times K } )$ 300 26,85 119 939 1 425 304 30,85 120 449 1 431 308 34,85 120 958 1 438 312 38,85 121 468 1 444 316 42,85 121 977 1 450 320 46,85 122 487 1 456 324 50,85 122 996 1 462 328 54,85 123 505 1 468 332 58,85 124 014 1 474 336 62,85 124 523 1 480 340 66,85 125 031 1 486 345 71,85 125 667 1 494 349 75,85 126 175 1 500 353 79,85 126 683 1 506 357,31 84,16 127 230 1 512 équation[5] : $C_{P} = (22.037) + (1.2481E-1) \times T + (2.4505E-4) \times T^{2} + (-3.3887E-7) \times T^{3} + (1.1175E-10) \times T^{4}$ Capacité thermique du gaz en J·mol-1·K-1 et température en kelvins, de 50 à 1 500 K. Valeurs calculées : 72,934 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp $( \tfrac { J } { kmol \times K } )$ Cp $( \tfrac { J } { kg \times K } )$ 50 -223,15 28 848 343 146 -127,15 44 479 529 195 -78,15 53 342 634 243 -30,15 62 363 741 291 17,85 71 559 850 340 66,85 80 975 962 388 114,85 90 093 1 071 436 162,85 98 989 1 176 485 211,85 107 735 1 280 533 259,85 115 884 1 377 581 307,85 123 544 1 468 630 356,85 130 798 1 554 678 404,85 137 303 1 632 726 452,85 143 183 1 702 775 501,85 148 523 1 765 T (K) T (°C) Cp $( \tfrac { J } { kmol \times K } )$ Cp $( \tfrac { J } { kg \times K } )$ 823 549,85 153 103 1 820 871 597,85 157 050 1 866 920 646,85 160 455 1 907 968 694,85 163 220 1 940 1 016 742,85 165 476 1 967 1 065 791,85 167 326 1 989 1 113 839,85 168 780 2 006 1 161 887,85 169 977 2 020 1 210 936,85 171 052 2 033 1 258 984,85 172 090 2 045 1 306 1 032,85 173 254 2 059 1 355 1 081,85 174 735 2 077 1 403 1 129,85 176 645 2 099 1 451 1 177,85 179 194 2 130 1 500 1 226,85 182 663 2 171
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation	8,86 ± 0,02 eV (gaz)[6]
Propriétés optiques
Indice de réfraction	1,529 (20 °C)
Précautions
Transport
-    2414    Numéro ONU : 2414 : THIOPHÈNE
NFPA 704
3 1 0
Écotoxicologie
LogP	1,81[1]
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le thiophène est un composé organique hétérocyclique aromatique. C'est un liquide limpide incolore ayant une odeur qui rappelle celle du benzène. Le thiophène est souvent trouvé naturellement dans le pétrole à des concentrations de quelques pourcents.

Le thiophène est un des composés utilisés pour dénaturer l'alcool.

La réaction de polymérisation du thiophène conduit au polythiophène.

Chimie

La chimie du thiophène est essentiellement marquée par son caractère aromatique (4 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 type Friedel et Crafts (rarement en présence de chlorure d'aluminium, 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) 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 aussi

Composés structurellement ou chimiquement apparentés :

• Analogues du thiophène
  • Pyrrole, hétérocyclique avec un atome d'azote
  • Furane, hétérocyclique avec un atome d'oxygène
  • Sélénophène hétérocyclique avec un atome de sélénium
  • Tellurophène hétérocyclique avec un atome de tellure

Liens externes

• Fiche internationale de sécurité ;

Notes et références

1. ↑ ^{a, b, c, d, e, f, g, h, i et j} THIOPHENE, fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
2. ↑ (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, 16 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 142006679X et 978-1420066791), p. 9-50 
3. ↑ Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk.
4. ↑ ^{a, b et c} (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50 
5. ↑ (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co. (ISBN 0-88415-857-8) 
6. ↑ (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC, 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791), p. 10-205