Qu’est-ce qu’un allène ?
Les allènes sont des composés organiques dont la structure est constituée de trois atomes de carbone reliés sur une chaîne linéaire par deux doubles liaisons.
Ces composés sont collectivement appelés allènes. Parmi les allènes, le composé dont la structure est la plus basique est le propadiène. Le propadiène peut lui-même parfois être appelé allène.
Le propadiène peut être synthétisé par l’action de la poudre de zinc sur une solution éthanolique de 2,3-dibromopropène ou de 2,3-dichloropropène. Le propadiène peut absorber l’acide sulfurique qui, distillé avec de l’eau, donne de l’acétone.
Utilisations des allènes
Le propadiène, qui est un “allène” au sens strict, est utilisé comme composant du gaz MAPP. Ce dernier est un mélange de propadiène et de méthylacétylène et est utilisé pour le brasage et le soudage. Il est sûr et facile à transporter, mais n’est pas rentable.
Les composés classés comme “allènes” au sens large sont moins utilisés industriellement. Toutefois, les allènes sont très réactifs et provoquent diverses réactions d’addition ; ils devraient donc trouver des applications dans des réactions chimiques. Les allènes se caractérisent notamment par leur chiralité axiale.
Propriétés des allènes
Les propriétés chimiques des allènes diffèrent sensiblement de celles des alcènes courants. Par rapport aux diènes conjugués et isolés, les allènes sont très instables. Les liaisons C-H des allènes sont plus faibles et plus acides que les liaisons C-H des groupes vinyliques.
Les allènes subissent des cycloadditions [2+2] et [4+2]. Les réactions de cycloaddition formelle se produisent lorsque des catalyseurs à base de métaux de transition sont utilisés.
Le propadiène, la structure la plus basique des allènes, est un gaz incolore à l’odeur sucrée. Son point de fusion est de -136,3°C et son point d’ébullition de -34,4°C. Il est pratiquement insoluble dans l’eau. Il se décompose facilement mais est très stable et est utilisé comme combustible de soudage avec le méthylacétylène.
Structure des allènes
Une structure comportant au moins deux doubles liaisons consécutives, comme dans les allènes, est appelée double liaison intégrée. La formule chimique est exprimée par R2C=C=CR2. Le nom des composés ayant une structure à trois doubles liaisons consécutives ou plus est le cumulène. Les substituants tels que R2C=C=CR-, où R est un groupe alkyle, sont appelés groupes allényles.
La formule chimique du propadiène, l’allène dont la structure est la plus basique, est H2C=C=CH2. Le propadiène est en équilibre avec le méthylacétylène, dont la formule chimique est H3C-C3≡CH. Des méthodes de synthèse spéciales sont souvent nécessaires pour la synthèse des allènes. Toutefois, le propadiène est synthétisé industriellement à partir d’un mélange avec le méthylacétylène.
Autres informations sur les allènes
1. Structure géométrique des allènes
L’atome de carbone central des allènes possède deux liaisons sigma et deux liaisons pi. Les deux atomes de carbone terminaux ont des orbitales hybrides sp2. Les trois atomes de carbone forment une structure linéaire avec un angle de liaison de 180°. Les deux atomes de carbone terminaux forment une structure plane et chaque plan est tordu de 90° dans la configuration.
2. Symétrie moléculaire des allènes
La molécule d’allène est souvent comparée à une hélice à deux ailes. En d’autres termes, les allènes ont quatre substituants et deux axes de symétrie de rotation C2 inclinés à 45° à partir de deux plans CH2 terminaux différents passant par l’atome de carbone central.
L’allène possède un troisième axe de symétrie de rotation double le long de l’axe de la liaison C=C=C, et les deux plans CH2 sont tous deux des plans de symétrie miroir. Sur la base de ce qui précède, la symétrie de la molécule d’allène appartient au groupe de points D2d, et les allènes sans substituants sont des molécules non polaires sans moment dipolaire total.
3. Isomères des allènes
Les dérivés dans lesquels deux atomes de carbone de la molécule d’allène sont liés à deux substituants différents présentent des isomères en miroir. Les configurations R et S peuvent être déterminées par la priorité des substituants lorsque l’on regarde la molécule d’allène le long de son axe. La face avant est préférée à la face arrière, ce qui est déterminé par la disposition relative des faces avant et arrière.
En tant que tels, les allènes ont des propriétés optiques inhabituelles et sont utilisés comme éléments constitutifs dans la synthèse de matériaux organiques.