Qu’est-ce que le pyrrole ?
Le pyrrole est l’une des amines des composés aromatiques hétérocycliques à structure cyclique à cinq chaînons.
Le pyrrole possède des isomères avec différentes positions de la double liaison, appelés 2H-pyrrole et 3H-pyrrole. Lorsque l’on parle de pyrrole, l’on fait généralement référence au 1H-pyrrole.
À température ambiante, le pyrrole est un liquide transparent jaune clair qui dégage une odeur de chloroforme ou de noisette. C’est un liquide inflammable.
Utilisations du pyrrole
Le pyrrole est utilisé dans la synthèse organique et la production de polymères, comme inhibiteur de corrosion pour les matériaux en acier, comme électrolyte dans les condensateurs électrolytiques et comme solvant.
Les porphyrines peuvent également être synthétisées par condensation du pyrrole avec des aldéhydes dans des conditions acides. Les porphyrines ont des propriétés conductrices et luminescentes.
En raison de ces propriétés, elles sont utilisées comme capteurs de pression dans les expériences en soufflerie. Leur application dans les cellules solaires et en tant que matériaux émettant de la lumière dans les EL organiques est à l’étude. De plus, le pyrrole peut également être utilisé comme réactif pour détecter le sélénite et l’acide silicique.
Propriétés du pyrrole
Le pyrrole a un point de fusion de -24°C et un point d’ébullition de 129,79°C. Il est insoluble dans l’eau et soluble dans les solvants organiques. Il réagit avec l’acide chlorhydrique concentré et d’autres substances pour se polymériser.
La basicité de l’atome d’azote du pyrrole est très faible par rapport à la pyridine et à l’amine. Cela s’explique par le fait que la paire d’électrons solitaire de l’atome d’azote est délocalisée dans l’anneau.
Structure du pyrrole
La formule moléculaire du pyrrole est C4H5N, avec un poids moléculaire de 67,09 et une densité de 0,967 g/cm3. Il existe un grand nombre de composés qui contiennent du pyrrole comme sous-structure dans la molécule. La sous-structure du pyrrole est appelée anneau pyrrolique.
Autres informations sur le pyrrole
1. Synthèse du pyrrole
Le pyrrole peut être produit par la réaction du furane et de l’ammoniac en utilisant l’alumine comme catalyseur. Il peut également être synthétisé par déshydrogénation par contact de la pyrrolidine.
De nombreuses autres méthodes de synthèse des cycles pyrrole sont connues. Par exemple, dans la synthèse du pyrrole de Hantu, des pyrroles substitués sont produits en utilisant des β-cétoesters, des α-halocétones et de l’ammoniaque.
La synthèse du pyrrole de Knoll donne des pyrroles substitués à partir de composés comportant un groupe méthylène en position α du groupe carbonyle et d’α-amino-cétones. De plus, la synthèse de Pearl Knorr donne des pyrroles à partir de composés 1,4-dicarbonylés via des furanes.
2. Réactions du pyrrole
Les pyrroles sont aromatiques et leur réactivité est similaire à celle du benzène et de l’aniline. Ils ne sont pas facilement hydrogénés comme les oléfines courantes et ne subissent généralement pas de réactions de Diels-Alder en tant que diène.
En revanche, l’alkylation et l’acylation sont plus susceptibles de se produire. Les pyrroles se polymérisent facilement dans des conditions acides.
Les pyrroles réagissent avec les électrophiles en position α, où les intermédiaires protonés sont plus stables. Plus précisément, ils réagissent facilement avec les agents nitrosants (par exemple HNO3/Ac2O), les agents sulfonants (Py-SO3) et les agents halogénants (par exemple Br2, SO2Cl2, KI/H2O2).
3. Acidité du pyrrole
Les atomes d’hydrogène liés aux atomes d’azote du pyrrole ont un pKa de 16,5 et sont légèrement acides. Il peut donc être déprotoné à l’aide de bases fortes telles que le butyl lithium ou l’hydrure de sodium. L’anion produit est nucléophile et réagit avec des réactifs électrophiles tels que l’iodométhane pour donner du N-méthylpyrrole.
Le pyrrole déprotoné peut réagir avec des réactifs électrophiles sur des atomes d’azote ou de carbone, selon le type de métal de coordination. Pour les métaux tels que le lithium, le sodium et le potassium, la N-alkylation a lieu. En revanche, pour le MgX et d’autres, c’est une alkylation en C qui se produit.
4. Réduction du pyrrole
La réduction du pyrrole entraîne la formation de pyrrolidine et de pyrroline. Plus précisément, les pyrrolines peuvent être synthétisées par réduction de Birch des esters de pyrrole et des pyrrolamides.