Sulfure de diméthyle

Le sulfure de diméthyle ou diméthylsulfure (DMS) est un composé organosulfuré de formule (CH₃)₂S. C'est un liquide volatil, inflammable, insoluble dans l'eau et dont la caractéristique principale est une odeur très désagréable à haute concentration. Il apparaît notamment lors de la cuisson de certains végétaux comme le maïs, le chou ou la betterave. Il est également le signe d'une infection bactérienne dans le brassage. C'est un produit de la décomposition du diméthylsulfoniopropionate (DMSP). Il est également produit par le métabolisme bactérien du méthanethiol (CH₃SH), notamment dans les flatulences.

Sulfure de diméthyle
Identification
Nom UICPA	sulfure de diméthyle
Synonymes	DMS Diméthylsulfure Diméthyl thioéther Méthylthiométhane Sulfure diméthylique
No CAS	75-18-3
No ECHA	100.000.770
No CE	200-846-2
FEMA	2746
SMILES	S(C)C PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1/C2H6S/c1-3-2/h1-2H3
Apparence	liquide incolore à l'odeur caractéristique
Propriétés chimiques
Formule	C2H6S  [Isomères]
Masse molaire	62,134 ± 0,007 g/mol C 38,66 %, H 9,73 %, S 51,61 %,
Moment dipolaire	1,45 D
Diamètre moléculaire	0,481 nm
Propriétés physiques
T° fusion	−98 °C
T° ébullition	37,3 °C
Solubilité	dans l'eau : nulle
Paramètre de solubilité δ	18,5 J1/2·cm-3/2 (25 °C)
Masse volumique	0,85 g·cm-3 équation : $\rho =1.4029/0.27991^{(1+(1-T/503.04)^{0.2741})}$ Masse volumique du liquide en kmol·m-3 et température en kelvins, de 174,88 à 503,04 K. Valeurs calculées : 0,84267 g·cm-3 à 25 °C. T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 174,88 −98,27 15,556 0,96659 196,76 −76,39 15,22914 0,94628 207,7 −65,45 15,06218 0,9359 218,63 −54,52 14,89257 0,92536 229,57 −43,58 14,72016 0,91465 240,51 −32,64 14,54475 0,90375 251,45 −21,7 14,36613 0,89265 262,39 −10,76 14,18409 0,88134 273,33 0,18 13,99836 0,8698 284,27 11,12 13,80866 0,85801 295,21 22,06 13,61465 0,84596 306,14 32,99 13,41597 0,83361 317,08 43,93 13,21219 0,82095 328,02 54,87 13,00281 0,80794 338,96 65,81 12,78726 0,79455 T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 349,9 76,75 12,56486 0,78073 360,84 87,69 12,33478 0,76643 371,78 98,63 12,09605 0,7516 382,71 109,56 11,84748 0,73615 393,65 120,5 11,58755 0,72 404,59 131,44 11,31437 0,70303 415,53 142,38 11,02545 0,68508 426,47 153,32 10,71744 0,66594 437,41 164,26 10,38568 0,64532 448,35 175,2 10,02329 0,62281 459,29 186,14 9,61948 0,59772 470,22 197,07 9,1555 0,56889 481,16 208,01 8,59326 0,53395 492,1 218,95 7,82785 0,48639 503,04 229,89 5,012 0,31143
T° d'auto-inflammation	205 °C
Point d’éclair	−49 °C
Limites d’explosivité dans l’air	2,2–19,7 %vol
Pression de vapeur saturante	à 20 °C : 53,2 kPa équation : $P_{vs}=exp(83.485+{\frac {-5711.7}{T}}+(-9.4999)\times ln(T)+(9.8449E-6)\times T^{2})$ Pression en pascals et température en kelvins, de 174,88 à 503,04 K. Valeurs calculées : 64 628,59 Pa à 25 °C. T (K) T (°C) P (Pa) 174,88 −98,27 7,9009 196,76 −76,39 105,51 207,7 −65,45 304,06 218,63 −54,52 773,88 229,57 −43,58 1 773,42 240,51 −32,64 3 716,86 251,45 −21,7 7 216,92 262,39 −10,76 13 120,7 273,33 0,18 22 534,34 284,27 11,12 36 834,22 295,21 22,06 57 665,28 306,14 32,99 86 928,63 317,08 43,93 126 762,25 328,02 54,87 179 519,06 338,96 65,81 247 746,3 T (K) T (°C) P (Pa) 349,9 76,75 334 169,85 360,84 87,69 441 686,19 371,78 98,63 573 363,7 382,71 109,56 732 454,67 393,65 120,5 922 418,35 404,59 131,44 1 146 955,32 415,53 142,38 1 410 053,2 426,47 153,32 1 716 043,62 437,41 164,26 2 069 670,67 448,35 175,2 2 476 171,11 459,29 186,14 2 941 367,14 470,22 197,07 3 471 772,72 481,16 208,01 4 074 715,08 492,1 218,95 4 758 473,41 503,04 229,89 5 532 400
Point critique	55,3 bar, 229,85 °C
Thermochimie
Cp	équation : $C_{P}=(146950)+(-380.06)\times T+(1.2035)\times T^{2}+(-8.4787E-4)\times T^{3}$ Capacité thermique du liquide en J·kmol-1·K-1 et température en kelvins, de 174,88 à 310,48 K. Valeurs calculées : 118,147 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$ Cp $({\tfrac {J}{kg\times K}})$ 174,88 −98,27 112 760 1 815 183 −90,15 112 507 1 811 188 −85,15 112 401 1 809 192 −81,15 112 343 1 808 197 −76,15 112 303 1 807 202 −71,15 112 297 1 807 206 −67,15 112 317 1 808 211 −62,15 112 374 1 809 215 −58,15 112 442 1 810 220 −53,15 112 558 1 811 224 −49,15 112 674 1 813 229 −44,15 112 847 1 816 233 −40,15 113 008 1 819 238 −35,15 113 236 1 822 242 −31,15 113 441 1 826 T (K) T (°C) Cp $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$ Cp $({\tfrac {J}{kg\times K}})$ 247 −26,15 113 723 1 830 251 −22,15 113 969 1 834 256 −17,15 114 302 1 840 260 −13,15 114 589 1 844 265 −8,15 114 971 1 850 269 −4,15 115 296 1 856 274 0,85 115 726 1 862 278 4,85 116 088 1 868 283 9,85 116 563 1 876 287 13,85 116 960 1 882 292 18,85 117 478 1 891 296 22,85 117 909 1 898 301 27,85 118 468 1 907 305 31,85 118 931 1 914 310,48 37,33 119 590 1 925 équation : $C_{P}=(35.994)+(1.2381E-1)\times T+(5.0871E-5)\times T^{2}+(-9.1708E-8)\times T^{3}+(2.8274E-11)\times T^{4}$ Capacité thermique du gaz en J·mol-1·K-1 et température en kelvins, de 200 à 1 500 K. Valeurs calculées : 75,223 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$ Cp $({\tfrac {J}{kg\times K}})$ 200 −73,15 62 102 999 286 12,85 73 608 1 185 330 56,85 79 431 1 278 373 99,85 85 041 1 369 416 142,85 90 547 1 457 460 186,85 96 050 1 546 503 229,85 101 280 1 630 546 272,85 106 345 1 712 590 316,85 111 341 1 792 633 359,85 116 028 1 867 676 402,85 120 511 1 940 720 446,85 124 877 2 010 763 489,85 128 923 2 075 806 532,85 132 746 2 136 850 576,85 136 426 2 196 T (K) T (°C) Cp $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$ Cp $({\tfrac {J}{kg\times K}})$ 893 619,85 139 796 2 250 936 662,85 142 947 2 301 980 706,85 145 949 2 349 1 023 749,85 148 673 2 393 1 066 792,85 151 202 2 433 1 110 836,85 153 600 2 472 1 153 879,85 155 774 2 507 1 196 922,85 157 797 2 540 1 240 966,85 159 731 2 571 1 283 1 009,85 161 511 2 599 1 326 1 052,85 163 207 2 627 1 370 1 096,85 164 882 2 654 1 413 1 139,85 166 491 2 680 1 456 1 182,85 168 103 2 705 1 500 1 226,85 169 791 2 733
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation	8,69 ± 0,02 eV (gaz)
Constante diélectrique	6,70
Propriétés optiques
Indice de réfraction	${\textit {n}}_{D}^{25}$ 1,432
Précautions
SIMDUT
B2, D2B, B2 : Liquide inflammable point d'éclair = −33,9 °C coupelle fermée (méthode non rapportée) D2B : Matière toxique ayant d'autres effets toxiques irritation des yeux chez l'animal ; irritation de la peau chez l'animal Divulgation à 1,0 % selon les critères de classification
NFPA 704
4 2 0
Transport
33    1164    Code Kemler : 33 : matière liquide très inflammable (point d'éclair inférieur à 23 °C) Numéro ONU : 1164 : SULFURE DE MÉTHYLE Classe : 3 Étiquette : 3 : Liquides inflammables Emballage : Groupe d'emballage II : matières moyennement dangereuses ;
Écotoxicologie
LogP	0,84
Seuil de l’odorat	bas : 0,009 8 ppm haut : 0,02 ppm
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Sources naturelles

Les embruns marins sont une des sources importantes de sulfure de diméthyle dans l'atmosphère.

Le DMS est le plus abondant des composés biologiques contenant du soufre émis dans l'atmosphère.

Les émissions océaniques jouent un rôle important dans le cycle du soufre. Elles sont principalement issues du métabolisme et de la décomposition du phytoplancton, le DMS est injecté dans l'atmosphère via les embruns marins ou le dégazage.

Sur les continents, du DMS est également produit naturellement par la transformation bactérienne, dont dans les réseaux d'égouts, de déchets contenant du diméthylsulfoxyde (DMSO). Ce phénomène peut conduire à des problèmes environnementaux malodorants.

Le sulfure de diméthyle a été détecté sur Mars dans des échantillons prélevés dans le cratère Gale par le rover Curiosity et dont le contenu organique évoque le kérogène terrestre.

Le JWST en a détecté sur l'exoplanète K2-18b.

Devenir dans l'atmosphère

Le DMS est oxydé dans l'atmosphère en une grande variété de composés sulfurés comme le dioxyde de soufre, le diméthylsulfoxyde (DMSO), l'acide sulfonique et l'acide sulfurique.

Liens avec le climat

Parmi les composés soufrés provenant de l'oxydation du DMS, l'acide sulfurique a la capacité de former de nouveaux aérosols (dits secondaires) qui peuvent agir comme des noyaux de condensation de nuages. Le DMS est la principale source naturelle de sulfates et une source majeure de noyaux de condensation de nuages (CCN) dans l'atmosphère. Selon Charlson et al. (1987), son oxydation joue un rôle majeur dans une boucle de rétroaction climatique et permet ainsi de corréler la production du DMS par le phytoplancton marin et l'albédo nuageuse. Cette hypothèse, connue sous le nom d'hypothèse CLAW, a eu un grand impact sur la recherche en science de l'atmosphère mais a depuis été remise en cause.

Par cette influence sur la formation des nuages, la présence massive et les variations naturelles ou anthropiques de DMS dans l'atmosphère océanique et subcontinentale pourrait avoir un impact significatif sur le climat global de la Terre.

Odeur

Le DMS a une odeur très caractéristique de chou cuit, qui peut être très incommodante à haute concentration. Son seuil de perception olfactive est très bas : il varie entre 0,02 et 0,1 ppm selon les individus. Il est cependant disponible en tant qu'additif alimentaire servant, en très faible quantité, à donner du goût (arôme alimentaire).

La betterave, le chou, le maïs, les asperges et les fruits de mer dégagent du DMS lors de leur cuisson, de même que certains aliments fermentés (fromages, bières et vins). Le phytoplancton produit lui aussi du DMS. Andrew Johnston (université d'East Anglia) a caractérisé l'odeur du DMS comme l'« odeur de la mer ». Il serait plus précis de dire que le DMS est un composant de l'odeur de la mer, un autre étant les phéromones (dictyoptérènes) de certaines algues. Le DMS est également un composé émis par le procédé kraft de transformation du bois en pâte à papier et par l'oxydation de Swern.

On sait depuis 1995 que le DMS libéré par le phytoplancton quand il est mangé par le zooplancton attire les Procellariiformes (les oiseaux de mer à narines tubulaires, dont les albatros, les pétrels et les puffins), eux-mêmes consommateurs de zooplancton. On suspecte que les baleines à fanons (dont les baleines à bosse, les baleines bleues et les rorquals) repèrent les concentrations de krill de la même façon.

Applications industrielles

Il est utilisé en raffinage et en pétrochimie pour contrôler la formation de coke et de monoxyde de carbone. Il est employé dans plusieurs synthèses organiques et est un sous-produit de l'oxydation de Swern. Il est également utilisé dans des arômes alimentaires, pour donner du goût. Il peut aussi être oxydé en diméthylsulfoxyde (DMSO), utilisé notamment pour ses qualités de solvant. Le plus gros producteur de DMS est l'entreprise Gaylord Chemical Corporation (en), un maillon important de l'industrie papetière à Bogalusa en Louisiane.

Sécurité

Le DMS est volatil, inflammable, irritant et a une odeur déplaisante même à faible concentration.

Cycle du soufre

Robert Charlson, James Lovelock, Meinrat Andreae et Stephen Warren font de cette molécule un élément important du cycle du soufre et de la régulation du climat dans l'hypothèse CLAW.

Voir aussi

Articles connexes

• Plancton
• Climat

Liens externes

• Merzouk, Anissa, Contrôle des variations à court terme de la production biologique de diméthylsulfure (DMS) en milieu marin, thèse, janvier 2007.

Bibliographie

• Savoca, M. S., & Nevitt, G. A. (2014). Evidence that dimethyl sulfide facilitates a tritrophic mutualism between marine primary producers and top predators. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(11), 4157-4161.