Acide squarique

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Acide squarique
Acide squarique
Identification
Nom IUPAC 3,4-dihydroxycyclobut-3-ène-1,2-dione
No CAS 2892-51-5
No EINECS 220-761-4
No RTECS GU1800000
PubChem 17913
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule brute C4H2O4  [Isomères]
Masse molaire[1] 114,0563 ± 0,0045 g/mol
C 42,12 %, H 1,77 %, O 56,11 %,
Propriétés physiques
fusion 293 °C (décomposition) [2]
Thermochimie
ΔfH0gaz -515 kJ·mol-1 [3]
ΔfH0solide -598,2 kJ·mol-1 [3]
Cp 121,6 J·K-1·mol-1 (solide,41,85 °C)[3]
PCI -1 261,67 kJ·mol-1 [3]
Précautions
Directive 67/548/EEC[2]
Irritant
Xi



Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

L'acide squarique aussi appelé acide quadratique est un composé organique de formule brute C4H2O4. Il doit ses noms au fait qu'il est formé de quatre atomes de carbone disposés approximativement en carré ("square" en anglais, lui-même issu de l'ancien français esquarre, équerre).

La première base conjuguée de l'acide squarique est l'anion hydrogénosquarate, C4HO4 et la suivante est l'anion divalent squarate, C4O42–.

L'acide squarique est un réactif pour la synthèse organique, utilisé par exemple pour faire des colorants squaraine (en) photosensibles et des inhibiteurs des enzymes tyrosine phosphatase (en).

Propriétés physico-chimiques[modifier | modifier le code]

L'acide squarique est une poudre cristalline blanche. Sa structure ne contient pas un carré parfait car les longueurs de ses liaisons carbone-carbone ne sont pas exactement égales.

La forte acidité (pKa1 = 1,5 et pKa2 = 3,4) de ses protons est attribuable à la stabilisation par résonance des anions[4]. Dans le dianion, les charges négatives sont délocalisées équitablement entre les quatre atomes d'oxygène, ainsi l'ion squarate est totalement symétrique -contrairement à l'acide squarique lui-même- avec toutes les longueurs de liaisons C-C et C-O identiques :

Squaric acid dianion resonance forms

D'autre part, en mécanique quantique, la façon de décrire le dianion est de placer les électrons π des doubles liaisons C=O sur les atomes d'oxygène qui deviennent donc des anions. Cela se traduit par une charge négative sur ces atomes avec un double charge positif sur le cycle d'atomes de carbone. De cette façon, le cycle respecte la règle de Hückel (2 électrons π = 4n + 2 avec n = 0) afin d'être aromatique. En conséquence, la symétrie parfaite du squarate est due à cette répartition des charges et à l'aromaticité du cycle.

Production et synthèse[modifier | modifier le code]

La synthèse originale démarre par la réaction du 1-chloro-1,2,2-trifluoroéthylène avec le zinc pour former du perfluorocyclobutène. Ce composé est converti en 1,2-diéthoxy-3,3,4,4-tétrafluoro-1-cyclobutène par l'éthanol. Une hydrolyse donne l'acide squarique[5].

Utilisation[modifier | modifier le code]

En médecine, il peut être utilisé pour le traitement de verrues.[réf. nécessaire] Il est également utilisé pour le traitement de l'alopécie (alopecia areata) et de alopécie totale (en) (alopecia totalis/universalis), une perte de cheveux auto-immune via une immunothérapie topique qui entraine l'apparition d'une éruption cutanée allergique[6].

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. a et b Squaric acid sur Sigma-Aldrich.com
  3. a, b, c et d (en) « 3-Cyclobutene-1,2-dione, 3,4-dihydroxy- » sur NIST/WebBook, consulté le
  4. New Aromatic Anions. III. Molecular Orbital Calculations on Oxygenated Anions, Robert West, David L. Powell, J. Am. Chem. Soc., 1963, 85(17), 2577-2579.
  5. (en) J. D. Park, S. Cohen, and J. R. Lacher, « Hydrolysis Reactions of Halogenated Cyclobutene Ethers: Synthesis of Diketocyclobutenediol », J. Am. Chem. Soc., vol. 84, no 15,‎ 1962, p. 2919–2922 (DOI 10.1021/ja00874a015)
  6. (en) A. M. Holzer, L. L. Kaplan, W. R. Levis, « Haptens as drugs: contact allergens are powerful topical immunomodulators », J. Drugs. Dermatol., vol. 5, no 5,‎ 2006, p. 410–416 (PMID 16703776)

Voir aussi[modifier | modifier le code]