L'acide vinylsulfonique est un composé organosulfuré de formule chimique . C'est le plus simple des acides sulfoniques insaturés. Sa double liaison est à l'origine de sa réactivité élevée vis-à-vis des nucléophiles et de sa nette tendance à polymériser, en particulier en présence de comonomères vinyliquesHerrmann Hoffmann, Wolfgang Buch, Walter Gulden, Fritz Engelhardt, Rüdiger H. Funk et Aranka Tardy pour Hoechst AG, brevet EP0643081 : « Polymères d'acide vinylsulfonique », déposé le , publié le . ou dérivés de l'acide acrylique ou méthacrylique . Il se présente comme un liquide hydrophile incolore et visqueux qui vire rapidement au jaune-brun voire au rouge au contact de l'air. Il est nécessaire de le nettoyer au charbon actif et de le purifier par distillation sous vide avant de le stabiliser par exemple au (MeHQ) afin de pouvoir réaliser des polymères et copolymères de masse moléculaire élevée ou pour réaliser des matériaux électroniquesHiroshi Akikaze et Takehiko Miyai pour Asahi Kasei Finechem Co Ltd, brevet EP2128131B1 : « Procédé servant à produire de l'acide vinylsulfonique », déposé le , publié le ..
Production
L'acide vinylsulfonique peut être préparé par déshydratation de l'acide iséthionique sous l'action de pentoxyde de phosphore : redresse=1.25|centré|frameless|class=skin-invert-image|Production d'acide vinylsulfonique à partir d'acide iséthionique.
La sulfochloration du chloroéthane suivie d'une déshydrohalogénation en chlorure de vinylsulfonyle conduit par hydrolyse à l'acide vinylsulfonique : redresse=2.75|centré|frameless|class=skin-invert-image|Production d'acide vinylsulfonique par sulfochloration/déshydrohalogénation du chloroéthane.
Seule l'hydrolyse alcaline du sulfate de carbyle suivie d'une acidification du vinylsulfonate de sodium résultant est techniquement pertinente : redresse=2.125|centré|frameless|class=skin-invert-image|Production d'acide vinylsulfonique à partir de sulfate de carbyle.
Avec une enthalpie de réaction de , il s'agit d'une réaction fortement exothermique qui nécessite un maintien précis de la température et du pH pendant l'hydrolyse. Avec l'hydroxyde de calcium comme milieu d'hydrolyse, il en résulte une solution de vinylsulfonate de calcium, à partir de laquelle, par acidification avec de l'acide sulfurique concentré, le sulfate de calcium , peu soluble, précipite et permet d'obtenir une solution incolore de vinylsulfonate.
Applications
Des nucléophiles peuvent facilement être ajoutés à la double liaison activée de l'acide vinylsulfonique. La taurine est formée avec de l'ammoniac et la avec la méthylamine , qui sert de précurseur pour la production de tensioactifs de la série des taurates. L'acide vinylsulfonique est utilisé comme monomère réactif pour produire des homopolymères et des copolymères fortement acides ou anioniques, qui sont utilisés avec les résines photosensibles de l'industrie électronique, comme polymères conducteurs et dans les membranes échangeuses de protons pour les piles à combustible. Par exemple, l'acide polyvinylsulfonique forme des membranes transparentes avec une capacité d'échange d'ions et une conductivité protonique élevées. L'acide vinylsulfonique peut également être un support polymère sur lequel du polystyrène peut être greffé, ce qui permet d'obtenir des échangeurs d'ions fortement acides, qui conviennent comme catalyseurs pour l'estérification et l'acylation de Friedel-Crafts.
Lorsque la fonction acide sulfonique n'est pas indispensable à l'application, on préfère employer la solution aqueuse alcaline de vinylsulfonate de sodium , plus simple d'utilisation et obtenue directement par hydrolyse alcaline du sulfate de carbyle.
Notes et références
Catégorie:Composé vinylique Catégorie:Acide sulfonique Catégorie:Monomère