Du pyrrole… Noté aussi : … au polypyrrole…

est en fait une formule dite « limite » parmi d’autres… La molécule de pyrrole possède plusieurs électrons de hautes énergie en positions dites « conjuguées » (comme dans les molécules colorées vues en classe de 1ère S, ci-dessous le b-carotène) Ces électrons sont peu liés à un atome donné, il faut peu d’énergie pour les arracher à l’influence des noyaux voisins (important) Ce positionnement particulier fait que ces électrons ne sont pas forcément localisés entre deux atomes donnés, ou sur un atome bien précis… Ils peuvent se balader, se délocaliser sur toute la zone de conjugaison. La formule : est en fait une formule dite « limite » parmi d’autres… Même si elle est sûrement la plus probable (discussion)

Exemple : On peut en écrire une autre… … mais pas plus ! Attention avec l’azote… De plus, on comprend pourquoi la formule de droite est moins probable…

Le mécanisme de la réaction !! Revenons à la formation du polypyrrole à partir de pyrrole Elle nécessite la présence d’un oxydant (le fer (III) ) Le pyrrole va donc se comporter en réducteur Et perdre un électron Voilà notre base de raisonnement pour proposer… Le mécanisme de la réaction !!

En détails, le mécanisme ! Nous partons d’une molécule de pyrrole Arrachage d’un électron + é Il y a un « point », symbole d’un électron seul, L’azote est logiquement chargé positivement… « célibataire » « non apparié » (en doublet) (on vient de perdre une charge négative) Question : Pourquoi a-t-on proposé l’arrachage de cet électron en particulier ? (un des deux é non-liants de l’azote)

Cet « ion-radical » pyrrole va pouvoir attaquer une deuxième molécule de pyrrole et ainsi déclencher la polymérisation. Il est, de plus, siège d’une conjugaison Mais la présence d’un électron célibataire nous oblige à présenter la conjugaison (écrire les différentes formules limites) en déplaçant les électrons un par un… Avec des flèches courbes à demi pointe : Comment passer à : ?

(1) (2) (3) Départ de cet é oxydation (perte d’un électron) Déprotonation de (2), perte de 2H+ H (2) (on a déplacé les électrons par doublets, on a retrouvé nos flèches à pointe entière) H (3)

Et ça recommence !! (etc.) Remarques, prolongements : - Si l’ion radical pyrrole attaque un autre ion radical pyrrole, on obtient directement la forme (2) - La forme dimère (3) peut à son tour être oxydée (perdre un électron) et attaquer une molécule de pyrrole ou un ion-radical pyrrole… … l’accrochage étant suivi d’une déprotonation… …on forme un trimère… Et ça recommence !! (etc.)

Pourquoi ce polymère est-il conducteur électrique ? - Premièrement, la chaine de polymère peut être partiellement oxydée, ce qui peut être présenté sous la forme ci-dessous. y+ y vaut environ 0,3 pour le polypyrrole + y Cl- (Cl- est ici l’anion qui accompagne l’oxydant Fe3+) (forme neutre) (forme chargée) - deuxièmement, la conjugaison générale des doubles liaisons ou des doublets de l’azote, qui se prolonge sur toute la longueur des chaines de polypyrrole, fait que la délocalisation est très importante et que les électrons délocalisés peuvent très facilement circuler, par exemple sous l’influence d’une tension électrique imposée aux bornes d’un échantillon du matériau.