Acide squarique

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).

Identification
Acide squarique

Nom UICPA	3,4-dihydroxycyclobut-3-ène-1,2-dione
N^o CAS	2892-51-5
N^o ECHA	100.018.875
N^o CE	220-761-4
N^o RTECS	GU1800000
PubChem	17913
SMILES	OC1=C(O)C(=O)C1=O PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1S/C4H2O4/c5-1-2(6)4(8)3(1)7/h5-6H
Propriétés chimiques
Formule	C₄H₂O₄ [Isomères]
Masse molaire[1]	114,056 3 ± 0,004 5 g/mol C 42,12 %, H 1,77 %, O 56,11 %,
Propriétés physiques
T° fusion	293 °C (décomposition) [2]
Thermochimie
Δ_fH⁰_gaz	−515 kJ·mol^-1 [3]
Δ_fH⁰_solide	−598,2 kJ·mol^-1 [3]
C_p	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]
Xi Symboles : Xi : Irritant Phrases R : R43 : Peut entraîner une sensibilisation par contact avec la peau. R36/37/38 : Irritant pour les yeux, les voies respiratoires et la peau. Phrases S : S26 : En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l’eau et consulter un spécialiste. S36 : Porter un vêtement de protection approprié. Phrases R : 36/37/38, 43, Phrases S : 26, 36,

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

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.

Propriétés physico-chimiques

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

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

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

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Squaric acid » (voir la liste des auteurs).

Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
Squaric acid sur Sigma-Aldrich.com
(en) « 3-Cyclobutene-1,2-dione, 3,4-dihydroxy- », sur NIST/WebBook, consulté le
New Aromatic Anions. III. Molecular Orbital Calculations on Oxygenated Anions, Robert West, David L. Powell, J. Am. Chem. Soc., 1963, 85(17), 2577-2579.
(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, n^o 15,‎ 1962, p. 2919–2922 (DOI 10.1021/ja00874a015)
(en) A. M. Holzer, L. L. Kaplan, W. R. Levis, « Haptens as drugs: contact allergens are powerful topical immunomodulators », J. Drugs. Dermatol., vol. 5, n^o 5,‎ 2006, p. 410–416 (PMID 16703776)

Voir aussi

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[1] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[s-2] Squaric acid sur Sigma-Aldrich.com

[NIST-3] (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, n^o 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, n^o 5,‎ 2006, p. 410–416 (PMID 16703776)