Etudes d'hCtCrocycles pentagonaux polyhCtCroatomiques par rCsonance magnCtique nuclCaire du 13C. Thiazoles et thiazolo[2,3-e1tCtrazoles

Lrr1~orrr1oirc.1 rle C h i t ~ ~ i e Orgrrtrirlrr~. Physiclcte el tle ChitTlie MolPcrllrrirc~. Rile H o r r i PoincnrP, 33397 M o r ~ c r l l r Ced<.s 4 , Frrrt~c(>

Requ le 12 juillet

ROBERT FAURE, JEAN-PIERRE GALY, EMILE-JEAN VINCENT et JOSE ELGUERO. Can. J. Chem. 56.46 (1978).

Les spectres de rmn du carbone-13 de 18 thiazoles diversement substituts (R = CH,, C6H,, Cl, Br, NH2 et N,) ont CtC enregistrts. Les deplacements chimiques 613C et 1,s cons- tantes de couplage "J(C,H) sont discutts en fonction de la nature du substituant et de la struc- ture tlectronique du noyau thiazolique. Les composes substituis en position 2 par un groupe- ment azide prksentent la tautomerie azido-tetrazole, ce qui a permis de realiser une Ctude comparative des effets de substituant dans les cycles thiazolique et thiazolotetrazolique. Ces etudes ont ete Ctendues a d'autres heterocycles: benzothiazole, isothiazole et isoxazole.

ROBERT FAURE, JEAN-PIERRE GALY, EMILE-JEAN VINCENT, and JOSE ELGUERO. Can. J. Chem. 56.46 (1978).

Carbon-13 nmr spectra of 18 thiazoles with different substituents (R = CH,, C6H5, Cl, Br, N H 2 et N3) have been recorded. The 13C chemical shifts and the "J(C,H) coupling constants are discussed as a function of the nature of the substituent and the electronic structure of the thiazole ring. The 2-azido substituted thiazoles show azido-tetrazole isomerism, making possible a comparative study of substituent effects in thiazole and thiazolotetrazole rings. These studies have been extended to other heterocycles: benzothiazole, isothiazole, and isoxazole.

Introduction Difftrents auteurs ( 1 4 ) ont rtcemment etudit

l'influence des substituants sur les dtplacements chimiques du 13C et sur les constantes de couplage "J(C,H) du noyau isothiazolique. Par contre, dans le cas de la structure isomtre, le thiazole, seulement trois travaux relativement succints ont kt6 rtalists, concernant des alkylthiazoles (5), le benzothiazole (6) et enfin certains thiazoles (en particulier l'amino-2 et le bromo-2) marquts au 13C (42). Dans cette dernikre ttude les auteurs prtsentent les valeurs de quelques constantes de couplage "J(C,H).

Dans le but de remtdier a ce manque de donntes structurales et dans le cadre d'une etude sur des systtmes htttrocycliques pentagonaux comportant plus d'un httiroatome (4-12), nous avons entrepris une analyse des effets de substituant en strie thiazo- lique qui constituera la premitre partie de ce mtmoire.

Certains composts thiazoliques de cette ttude possedent un groupement azide en position 2, et par constquent prtsentent la tautomtrie azido S tttra- zole (A S T).

Nous avons dtjB longuement ttudit ce probltme en strie pentagonale (13-15), et nous connaissons avec certitude la position de l'tquilibre pour chacune des structures qui prtsentent un tel phtnomtne. Notre intention, et ce sera la deuxikme partie de ce travail, est de comparer les effets de substituant ob- servCs pour ces structures tttrazoliques avec les rtsultats obtenus pour le cycle thiazolique.

Dans une troisitme partie nous ttendrons la com- paraison entre cycle simple et bicycle a d'autres systtmes htttroatomiques: benzothiazole, isothia- zole et isoxazole.

Les spectres de "C ont CtC enregistres sur un spectromktre Varian CFT-20. Les composks ont Pte etudies a la temperature de 28 + T C , en solution dans le dimethylsulfoxyde hexadeu- terie. Les dkplacements chimiques mesures sur les spectres dkcouplCs par bruit par rapport a la raie centrale du solvant, sont ensuite rapportes au signal du TMS par la relation [I] (16), et sont donnes avec une precision supkrieure a 0.1 ppm (largeur spectrale de 4000 Hz correspondant a une accumulation sur 8192 points).

Les constantes de couplage sont mesurkes sur les spectres crN' = fsyNxr non dCcouples avec une erreur absolue de 0.5 Hz. Pour bene- ficier du gain de sensibilite provenant de l'effet nucleaire Over-

A T hauser, le systkme de spins a ete irradie durant I'intervalle de temps compris entre deux impulsions successives selon la technique du "gated decoupling." L'analyse des spectres non

'Auteur a qui la correspondance doit &tre adressee. dCcouples en haute resolution a etC effectuee au premier ordre,

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TABLEAU 1. Deplacements chimiques du I3C.* Derives monosubstituts du thiazole

Diplacements chimiques*

Compost R, R4 RS C-2 C-4 C-5 Substituants Reference

*Les d6placements chimiques sont exprim6s en ppm du TMS; solvant DMSO-(1'. tProduits commerciaux. $Nous remercions Mme R. M. Zankostian pour le don d'un Bchantillon de ce produit.

les spectres du proton ayant CtC eux-mCmes interpret& au TABLEAU 2. Effets de substitution sur les deplace- premier ordre (13, 17). ments chimiques des carbones du thiazole

Les differents produits Ctudies ont Cte synthCtisCs selon des methodes dont les refirences sont cites dans les tableaux correspondants (tableaux 1, 3, 5, 8 et 9).

A&*

Discussion Substituants C-2 C-4 C-5

Cas du thiazole Methyl-2 11.6 - 1 .O -0 .3 Eflets de substituant sur les dkplacements Methyl-4 -0 .7 9.8 -5 .9

Methyl-5 -1.8 -2.1 13.7 chimiques du thiazole Bromo-2 -16.8 0 .7 5 .6

Dans le tableau 1 sont rassembltes les valeurs des Bromo-5 2 .7 1 .3 -10.5 dtplacements chimiques du thiazole et de quelques uns de ses dtrivts monosubstituts. Les produits 1, 2 et 3 on d t j i fait l'objet d'une Ctude en rmn du 13C mais n'ont pas t t t examints en solution (5); dans l'intention de ne pas apporter d'autres perturbations que celles crttes par les substituants, nous avons enregistrt de nouveau les spectres de ces composes. Dans le tableau 2 sont prtsenttes les variations de dtplacements chimiques engendrtes par les dif- ftrentes substitutions.

Avant d'aborder la discussion en strie thiazolique, il est necessaire de rappeler quelques rtsultats im- portants obtenus pour des htttrocycles voisins, le thiophkne (18, 19) et l'isothiazole (1-4).

Dans le cas de la moltcule de thiophkne, les effets a des substituants sont plus prononcts pour les thiophenes substituts en position 2; la seule excep- tion concerne l'atome de brome pour lequel on ob- serve un comportement inverse, l'effet a Ctant plus important pour le bromo-3 thiophkne. En strie isothiazolique, et bien que les rtsultats soient plus fragmentaires, la perturbation directe qui depend encore de la position du substituant est plus impor- tante en a du soufre (position 5).

D'autre part, en ce qui concerne les thiophenes

*En ppm; les valeurs positives indiquent un diplacement vers les hautes frequences.

substituts en 2, et bien qu'on observe quelques dif- ftrences dans la comparaison des effets de sub- stituant, les positions 3,4 et 5 peuvent &tre comparees respectivement aux positions ortho, me'ta et para des dtrivts benztniques correspondants (20).

Revenons maintenant B I'ttude en strie thiazo- lique. Le groupement mtthyle en position 4 provoque sur le carbone en a un dtblindage d'environ 10 ppm; cette perturbation est beaucoup plus importante (13.7 ppm) lorsque le substituant alkyle est en posi- tion 5, en a de l'atome de soufre. Toutefois pour le methyl-2 thiazole la perturbation se produit aussi en a du soufre, et cet effet n'est que de 11.6 ppm. Les rtsultats de la litterature sont comparables, i savoir que, dans le cas du thiophene ou de l'isothiazole, l'effet a d'un groupement mtthyle est plus important (2 14 ppm) lorsque la perturbation a lieu sur le carbone adjacent i I'atome de soufre.

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Les carbones en pet y de la substitution sont relative- ment sensibles aux effets des mtthyles. La perturba- tion la plus notable est observte pour le carbone-5 du mtthyl-4 thiazole (- 5.9 ppm), en accord avec les rtsultats du mtthyl-3 thiophine (18, 19) ou du mtthyl-4 isothiazole (1-4). Ces effets a longue dis- tance sont plus faibles pour les mtthyl-2 et -5 thia- zoles, et, dans le cas de 4, la perturbation est iden- tique en position 4 (p) et en position 2 (y). Ce com- portement est compatible avec la "prtdominance" des structures dipolaires suivantes:

Nous pouvons noter que de telles structures ont dtjh t t t propostes pour expliquer certains effets de substituant en strie thiophtnique (18, 19) et iso- thiazolique (1).

Dans le bromo-2 thiazole l'effet de I'halogine sur le dtplacement du carbone substitut est plus impor- tant ( - 16.8 ppm) que celui pour le dtrivt bromt en 5 (- 10.5 ppm). Pour les derivts chlorts cette per- turbation directe est beaucoup plus faible et, si les effets sont pratiquement similaires en position 2 et 4, ils diffirent nettement des rtsultats de la litttrature concernant le thiophene (4.1 pprn en 2, - 1.6 pprn en 3). Comme prtctdemment, les effets B longue dis- tance des halogines peuvent ttre expliquts par I'importance de certaines des structures mesomires; par exernple le blindage en C, du chloro-4 thiazole:

+ La substitution par un groupement amino perturbe

fortement le cycle thiazolique. Si l'effet cr de 16.7 pprn est identique a la valeur observte pour le benzo- thiazole (21), I'effet y de - 11.9 pprn en C, est tout B fait comparable a l'effet para du groupement amino dans l'aniline (- 9.5 ppm) (22). En position 4 I'effet y est tgalement un effet de blindage, mais sa valeur est rnoins importante (-4.3 pprn).

En ce qui concerne le groupement azido, l'influence de ce substituant sur les dtplacements chimiques du 13C a t t t tr is peu ttudite. Les rtsultats enregistrts pour le cycle thiazolique (tableau 2) sont proches des valeurs observtes pour les moltcules de pht- nylazide (23) ou d'azido-3 indazole (24).

Dans le phtnyl-4 thiazole, le groupement phtnyle fait un angle de 45" avec le plan contenant le cycle thiazolique (25); cette perte de coplaneitt entre les

deux cycles peut Ctre mise en tvidence par le faible tcart enregistre entre les dtplacements chimiques des carbones mPta et ortho du noyau benztnique, A = 6C,,,~,, - 6C0 ,,,, , (26). La perturbation directe du groupement phtnyle est tr is difftrente de ce que l'on observe en strie isothiazolique: 16.5 pprn en 4 et 19.5 pprn en 5 (3). Cette difftrence dans les effets pourrait traduire I'existence d'une irnportante in- teraction entre le groupement phCnyle et le doublet libre de l'azote. Cette hypothise est confirmte par les rtsultats obtenus dans la strie du pyrazolo[3,2-c]- s-triazole (12) pour lequel on observe une perturba- tion tout a fait comparable en position 5 (l'effet du phtnyle t tant identique a l'effet d'un groupement mtthyle).

Dans le cas du cycle isothiazolique, ce type de perturbation n'intervient pas pour le phtnyl-4 isothia- zole tandis que, pour la position 5, les interactions du phtnyle avec les doublets libres du soufre doivent Ctre ~ l u s faibles.

Ces rtsultats permettent de remarquer que les effets de substituant en strie thiazolique dtpendent de la position de la substitution et que les perturba- tions en position 2 et 4 sont comparables entre elles.

AdditivitP des efets de substituant A partir des effets de substituant du tableau 2, il

est possible d'tvaluer d'une maniire thtorique les dtplacements chimiques de certains thiazoles disub- stituts, par la simple additivitt de ces incrtments. Dans le tableau 3, nous avons rassemblt les valeurs exptrimentales et thtoriques (calcultes selon le schtma prtcedent) des dtplacements du 13C pour quelques dtrivCs disubstituts du thiazole. Nous avons rtcemment montrt (27) que les tcarts entre thtorie et exptrience reprtsentaient une perturbation du second ordre qui dtcrit la disposition relative des difftrents substituants dans la molCcule.

Des rtsultats du tableau 3 on peut remarquer que les dtplacements des dtrivks disubstituts en position 2 et 4 ttaient dans l'ensemble bien reproduits; par contre, dans le cas des composts 2,5-disubstituts, on observe d'importants tcarts entre la thtorie et l'ex- ptrience. Ces difftrences pouvant s'expliquer par l'existence d'interactions suppltmentaires, certaine- ment de type sttrique, qui n'apparaissent pas dans les dtrivts monosubstituts.

On peut tgalement noter que, pour I'ensemble des substrats, le deplacement thtorique du carbone non substitut est dans l'ensemble en tris bon accord avec

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TABLEAU 3. Cornparaison entre dtplacements chimiques thtoriques et exptrimentaux dans la sCrie des thiazoles disubstituts

Compose Ato~nes Theorique Exptrimental Ecart* RCfkrence

'Ecnrt = 6°C thiorique - 6'" expt5rimentnl. tProduits commercinux.

la valeur exptrimentale, et ce, quelle que soit la position de la substitution.

De plus 6 partir des effets de substituant du tableau 2, nous pouvons calculer les valeurs des dtplacements chimiques des thiazoles 19 et 20. En effet ces com- posts prtsentent un phCnom6ne de tautomtrie azido + tttrazole fortement dtplact vers le tauto- m6re tttrazole, la proportion des formes azides ttant inferieure a 3% (15).

En tenant compte des remarques prictdentes con- cernant l'additivitt des effets de substituant, on peut s'attendre a ce que les valeurs thtoriques des dtplace- ments de 19 et 20 soient surestimtes, et que dans le

cas de 20 le desaccord entre thtorie et experience soit plus important.

Effets de substituunt sur les constat7tes de couplage du cycle thiazolique

'J(C,H)-Dans le thiazole la valeur de 'J(C,,H) est plus Clevte que celle de 'J(C,,H); comme pour l'isothiazole (2,4), le couplage direct est donc plus important pour le carbone en a du soufre que pour celui adjacent 5 l'atome d'azote.

Ces couplages dtpendent de la nature des dif- ferentes substitutions comme le montre le tableau 4. En ce qui concerne les dtrivts disubstituts, ces effets de substituant prCsentent un certain caract6re d'addi- tivite: par exemple, pour le bromo-5 amino-2 thia- zole, la valeur calculCe pour 'J(C,,H) est de 189.3 Hz, soit un kcart de 0.7 Hz par rapport a la valeur exptrimentale.

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Les variations de 'J(C,H) en fonction de la nature Dans les dtrivts substituks par un groupement du substituant sont comparables ti celles que l'on mtthyle on observe les couplages suivants: observe en strie hettrocyclique (2, 4, 19) ou-en strie benztnique (28-30).

'J(C,H)-Considtrons le systkme Cthyltnique suivant :

H ' c ,=C2

/H

X /

'Y

I1 est bien connu que les valeurs 'J(C,,H,) et 'J(C,,H,) dCpendent de l'tlectrontgativitt des sub- stituants X et Y (31). Si X est plus electronegatif que Y nous aurons alors la relation suivante:

2J(C2,H,) > 2J(C1,H2) Si nous appliquons ce genre d'argument au cas de

la liaison C4-C5 de la molCcule de thiazole, et puisque l'atome d'azote sp2 N, est plus Clectrontgatif que le soufre, lYintgalitC suivante devrait Etre vtrifite:

Effectivement on observe (cf. tableau 4) que 'J(C5,H4) est le double de 'J(C4,H5).

De plus ces couplages gtmints 'J(C,H) sont fonc- tion non seulement des difftrents substituants en 4 ou 5 (les valeurs diminuent lorsque l'tlectrontgati- vitt du substituant augmente, comme dans le chloro ou nitrobenzkne (28, 30, 32)), mais encore de la sub- stitution en 2.

I1 convient encore de noter que les valeurs des couplages 'J(C,H) entre les protons du mtthyle et le carbone substitut (-7.0 Hz) sont "habituelles" en dr ie hCtCrocyclique (4, 5).

3J(C,H)-A l'inverse des htttrocycles hexagonaux, oh ,J(C,H) est gtntralement plus grand que 'J(C,H), dans le thiazole, comme dans l'isothiazole (2, 4), la relation entre ces deux types de couplage est plus complexe et dtpend du carbone considtrt.

Dans aucun des thiazoles ttudits dans ce mCmoire nous n'avons observt de couplages ,J(C5,H2). De plus l'intgalitt suivante est toujours vCrifiCe, quel que soit le substrat:

De ces observations on peut dtduire que ces couplages 3J(C,H) doivent etre interprCtCs en termes de localisation tlectronique et de conjugaison plut6t qu'en termes d'tlectrontgativitt (il est ntcessaire de rappeler que la moltcule de thiazole est considtrte comme peu aromatique et que le doublet libre de l'atome de soufre est peu dtlocalist (17)).

Pour expliquer la valeur de ces couplages, on peut invoquer la localisation de la liaison C4-C5, mais tgalement d'autres facteurs structuraux, tels l'orien- tation du groupement mCthyle ou l'tlectrontgativitt des substituants (33, 43).

Vogeli et von Philipsborn (43) ont proposC une relation empirique entre les constantes de couplage vicinales 'J(C,H) et 'J(H,H).

En strie thiazolique ,J(H,H) vaut environ 3.5-3.6 Hz (13, 15, 17), tandis qu'en sCrie thiazolotttra- zolique ce couplage est ICgCrement plus important: 4.3 Hz (13, 15). En appliquant I'tq. 2, on obtient des couplages vicinaux entre le carbone du mtthyle et l'hydrogene qui sont de 2.1 Hz (monocycle) et de 2.5 Hz (bicycle). Exptrimentalement (tableaux 4 et 7), on observe des couplages ,J(CH3,H) plus petits en serie thiazolique qu'en strie thiazolotttrazolique, c'est a dire un ordre identique a celui que donne [2]; cependant la difftrence entre les valeurs dans les deux types de structures est de l'ordre de l'erreur exptrimentale, ce qui empeche tout autre conclusion.

Par ailleurs, signalons qu'il ne nous a pas it6 possible d'obtenir les couplages "J(C,H) relatifs au composC 10, en raison, d'une part de la faible solu- bilitt de ce substrat, et d'autre part du diplacement de l'tquilibre azido-tttrazole vers la forme tttrazole (K, = [A]/[T] = 0.2).

Enfin, notons que les valeurs pour le bromo-2 et l'amino-2 thiazole sont en trts bon accord avec les rtsultats de la ref. 42.

Skrie CIU tl1iazolo[2,3-e]tktrazole Les dtplacements chimiques du 13C dttermints

dans cette strie sont rassemblts dans le tableau 5. Nous indiquons dans le tableau 6 les valeurs des per- turbations apporttes par les difftrentes substitutions. Le choix des substituants a CtC conduit de manikre ii pouvoir rtaliser une comparaison de ces effets de substituants avec ceux obtenus en strie thiazolique, except6 le compost 26, puisque le chloro-5 thiazole n'a pas fait l'objet d'une ttude de 13C.

Par ailleurs cette structure tktrazolique 26 est en tquilibre avec la forme azide 27 dont les paramktres magnttiques sont les suivants:

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Un calcul CNDO/S2 (34) des indices de liaison n conduit aux rCsultats suivants:

Comme on pouvait d'ailleurs s'y attendre, le calcul indique que la liaison CZ3 du thiazolo[2,3-eltitrazole est plus 1ocalisCe que la liaison C,, du cycle thia- zolique. Cependant, la comparaison des effets de substituants (tableau 2 et tableau 6) indique que les perturbations sont tout a fait comparables entre elles.

En rCalitC, le caractire dienique du thiazole est assez prononcC (17), et notre calcul CNDO/S doit un peu exagCrer la diffkrence entre les indices de liaison n, ce qui expliquerait la similitude des effets de sub- stituant.

Dans le tableau 7 sont rCunis les constantes de couplage "J(C,H) relatives a quelques unes de ces formes tCtrazoliques. Du fait de leur faible solubilitC, mCme dans un solvant polaire comme le dimCthylsul- foxyde, nous avons dB nous limiter a 1'Ctude du thia- zolo[2,3-eltttrazole et de ses deux dCrivCs mCthylCs. De plus, certains couplages n'ont pu Ctre observis, en particulier ceux relatifs au carbone C,, qui se relaxe trks lentement.

Les deux rCsultats les plus frappants que l'on peut tirer de l'analyse de ces couplages sont les suivants. (i) D'une part, et contrairement B ce que I'on observe en sCrie thiazolique, le couplage direct du carbone en CY du soufre est moins important que celui du carbone adjacent B l'atome d'azote. (ii) D'autre part les cons- tantes 2J(C,H), trks diffkrentes dans le thiazole, ont pour cette structure tktrazolique des valeurs tres proches: 2J(C2,H3) = 10.6 Hz tandis que 2~(C, ,H2) = 8.3 Hz.

Une explication simple de ce comportement peut Ctre la suivante: dans les deux structures l'hybridation de l'azote est diffkrente ce qui entraine une variation de I'ClectronCgativitC de cet atome, et, par voie de consCquence, une modification des constantes de couplage (35).

Autres systPmes he'te'rocycliques Se'rie du benzothiazole Nous ne discuterons pas dans ce memoire du

probl6me de l'attribution des deplacements chimi- ques du benzothiazole 28 et de I'azido-2 benzothia- zole 29, puisque cette Ctude fait l'objet d'un travail sCparC (6, 21). L'analyse du spectre de I3C du tetra- zolo[5,l-blbenzothiazole 30, forme tautomere de

PIN PI P I P I PI

2Les geomCtries utilisCes dans ce calcul ont dCja CtC dCcrites dans un prkcident travail (14).

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52 CAN. J. CHEM. VOL. 56. 1978

Rz S6a,p;N TABLEAU 5 Dkplacernents chirniques du "C.* SCrie du fhiazolo[2,3-e]tdtrazole >'x 4~

R3 'a

ComposC R, R3 C-2 C-3 C-6a Substituants RCfCrence

*Les diplacements chimiqucs sont exprimes en ppm du TMS; solvant DM

TABLEAU 6. Effets de substitution sur les deplace- ments chirniques des carbones du

thiazolo[2,3-eltetrazole

A&*

Substituants C-2 C-3 C-6a

MCthyl-2 12.7 -3.25 -1.6 MCthyl-3 -6.4 8 . 9 5 -0.75 PhCnyl-3 -5.3 8 .2 0.15 Brorno-2 -12.5 1.6, -1.45 Chloro-2 3 .9 -0.0, -3.45

'En ppm; les valeurs positives indiquent un dkplacement vers les hautes frkquences.

29, a t t t rtaliste par comparaison avec les rtsultats du triazolo[3,4-blbenzothiazole 31 (36).

Nos rtsultats de rmn protonique (15) indiquent une trks forte proportion de forme tttrazole pour l'tquilibre 29 + 30 (Kc = [A]/[T] = 0.08 dans le dimethylsulfoxyde). Par constquent, pour pouvoir observer les signaux de la forme azide il est ntces-

saire de dtplacer la position de l'tquilibre vers ce dernier tautomkre, sans pour cela modifier notable- ment les valeurs des dtplacements chimiques. Ces conditions sont rtalistes par une tltvation de tem- ptrature (14) et les paramktres magnttiques du tableau 8 ont t t t dttermints B la temptrature de 80°C.

Les perturbations apporttes par le groupement azido sur les valeurs des dtplacements chimiques du benzothiazole sont les suivantes: FC, = 8.0 ppm; 6C3, = -3.0 ppm et 6C,, = -2.4 ppm. On peut noter que les effets B longue distance (en position y) sont tout B fait comparables aux rtsultats obtenus en strie thiazolique, tandis que la perturbation directe (effet a) est identique dans cette strie ben- zohtttrocyclique.

Par ailleurs, il est possible de rtaliser une com- paraison des effets engendrts par l'anntlation, en

strie mono et bicyclique; les rtsultats sont les sui- vants :

- 1.2,

Contrairement aux valeurs obtenues pour une simple substitution (voir prtctdemment), ce type d'effet dtpend du noyau considtrt. Cette variation des effets, ainsi qu7une rtactivitt chimique difftrente (36) peut s'expliquer par une dtlocalisation plus im- portante du systkme n du noyau benztnique dans les systkmes du type 30 (36), ce qui autorise l'kcriture limite suivante pour ces structures:

28 30

Se'rie de I'isotl?iazole et de I'isoxazole L'ttude des effets de substituants sur les dtplace-

ments du 13C et sur les constantes de couplage "J(C,H) a dtjB fait l'objet de plusieurs travaux en strie isothiazolique et isoxazolique (1-4); aussi, dans ce chapitre, nous contenterons-nous de dtterminer les perturbations apporttes par les groupements amino et azido sur ces systkmes aromatiques. L'en- semble des rtsultats est rassemblt dans les tableaux 9 et 10.

11 convient tout d'abord de noter que, en ce qui concerne l'azido-3 mtthyl-5 isoxazole 37, l'tquilibre est totalement dtplact vers la forme azide (15), alors que le mtthyl-3 azido-5 isothiazole 34 ne peut prtsen- ter une phtnomkne de tautomtrie.

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,N\N TABLEAU 7. Constantes de couplage "J(C,H) (en Hz) dans la sCrie du thiazolo[2,3-e]tCtrazole R2s~ 1 1

N-N R 3

c2 c3

R2 R3 H 2 H 3 Hz H 3 Autres couplages

H H 199.8 10.6 8 .3 205.6 CH3 H - 9.7 - 203.0 3J(C3,CH3): 6 .0; 2J(C2,CH3): 7 .0

'J(CH3,CH3): 131.5; 3J(CH3,H3): 2 .0 H CH3 197.1 - 8 .0 - 3J(C2,CH3): 5 .6; 2J(C3,CH3): 7 .0

'J(CH3,CH3): 132.0; 3J(CH3,HZ): 2 .5

TABLEAU 8. DCplacements chimiques du 13C. SCrie du benzothiazole*

F (en ppm du TMS)

Composes C-2 C-3a C-4 C-5 C-6 C-7 C-7a RCfCrence

30'

'Dans le but de faciliter la rnise en page, nous utilisons line nornenclat~lre non correcte pour le noyau tetrazolique. tDiplacernents dont l'attribution peut Etre inversee. SValeurs mesuries a la temperature de 80°C (voir texte). SProduit commercial.

X R 5 v s I TN

TABLEAU 9. DCplacements chimiques du 13C.* Series de l'isothiazole et de I'isoxazole kLi!t, R 7

Autres ComposC X R3 RS C-3 C-4 C-5 deplacements RCference

32.r CH 3 H 166.1 123.8 148.8 CH,: 18.5 § 33 S CH3 NH2 166.8 104.0 174.1 CH,: 19.2 8

(0.7) (-19.8) (25.3) 34 CH 3 N3 167.2 114.2 164.3 CH3: 19.2 15

(1.1) (-9.6) (15.5) 35 H CH 3 150.7 101 .O 168.6 CH3: 11.3 § 36 0 NH2 CH 3 164.8 95.0 168.6 CH3: 12.2 8

(14.1) (-6.0) (0.0) 37f N3 CH3 161.1 96.1 172.9 CH3: 12.5, 15

(10.4) (-4.9) (4.3)

*Les diplacements chirniques sont exprimes en pprn du TMS (solvant DMSO-d6); les valeurs entre parentheses representent les eKets de sub- stituant.

tValeurs tirkes de la rif. 1. t L e spectre de 13C de ce compose a kt& enregistre dans I'acetone hexadeuteriee. SProduits cornrnerciaux.

Le fait le plus marquant que l'on peut relever est effets sont tres proches des rCsultats observies en l'importance des effets de substitution en position 5 sCrie thiazolique (position 2). en sCrie isothiazolique. En sCrie isoxazolique, la Ce resultat est en bon accord avec les conclusions perturbation a lieu en a de l'azote et les valeurs de ces des chapitres prCcCdents, ti savoir qu'en a du soufre

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CAN. J. CHEM. VOL. 56, 1978

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* b y 1 1 9 r - w w w e m

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t ++ N m - 3 - V ) \ D t . m m m m m m

(position 5 du thiophene du thiazole et de l'isothia- zole), les effets directs et, du moins dans le cas de I'amino-5 et azido-5 mithyl-3 isothiazole, les effets B longue distance sont plus marquis que dans les autres positions.

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