Structure et reactivite des benzoxazoles : etude par resonance magnetique nucleaire du carbone-13

JEANINE LLINARES, JEAN-PIERRE GALY, ROBERT FAURE~ ET EMILE-JEAN VINCENT Laboratoire de Chimie Organique Physique, Universite' d'Aix-Marseille III, Rue Henri Poincar-e', 13397, Marseille, France

ET

JOSE ELGUERO~ Laboratoire de Chimie Mole'culaire, Uniuersite' d'Aix-Marseille III, Rue Henri Poincare', 13397, Marseille, France

R e p le 1 aoDt 1978

JEANINE LLINARES, JEAN-PIERRE GALY, ROBERT FAURE, EMILE-JEAN VINCENT et JosB ELGUERO, Can. J. Chem. 57,937 (1979).

Les spectres de rmn du 13C de 34 benzoxazoles, de I'oxazole et de 10 o-aminophknols ont ktk enregistrks. Tous les dkplacements chirniques ont kt6 attribues a partir des effets de sub- stituant. Les structures des produits obtenus par nitration du benzoxazole ont kt6 determinkes par rmn du 13C. Les perturbations induites par une substitution en position 2 sont discutees en fonction d'un modele ernpirique qui fait intervenir les parametres structuraux F, R et Q*. Nous discutons kgalement de la tautornerie azido-tktrazole (position 2 substitukepar un groupe- ment N3) et de la tautomerie prototropique (position 2 substituk par des groupements NH,, OH et SH). Enfin, nous avons compark les dkplacements chirniques et les constantes de couplage de I'oxazole et du benzoxazole.

JEANINE LLINARES, JEAN-PIERRE GALY, ROBERT FAURE, EMILE-JEAN VINCENT, and JosB ELGUERO. Can. J. Chem. 57,937 (1979).

Thirty-four benzoxazoles, oxazole, and 10 o-arninophenols have been studied by 13C nrnr spectroscopy. All the signals have been attributed from substituent effects. The structure of products obtained by nitration of benzoxazole have been determined by 13C nrnr. The shifts induced by substitution at the 2 position have been discussed as a function of an empirical model using the structural parameters F, R, and Q*. Azido-tetrazole equilibria (N, in position 2) and prototropic tautomerism (NH,, OH, and SH in position 2) have been also discussed. The chemical shifts and coupling constants of oxazole and unsubstituted benzoxazole have been compared.

Introduction Partie expkrimentale Dans le cadre dYttudes physicochimiques entre- Les spectres de carbone-13 ont kt6 enregistrks sur un spec-

prises depuis plusieurs anntes sur les benzazoles trometre Varian CFT-20. Les composks ont kt6 ktudiks k~ la temperature de 28 f 2"C, en solution dans le dimethyl

(benzimidazO1e 3, 8), indazO1e 4, 59 7 9 8), sulfoxyde hexadeutkrik. Les dkplacements chimiques, mesurks benzotriazole (1, 8) et benzothiazole (2, 6, 9)), nous sur les spectres dkouplks par bruit par rapport a la raie . .

prtsentons dans ce mimoire les rtsultats de la centrale du solvant, sont rappores au signal du TMS par la rtsonance magnttique nucltaire du carbone-l 3 des relation [I] (lo), et sont donnks avec une prkision supkrieure

dtrivts benzoxazoliques du type I. Notre travail a 0.1 pprn.

portera principalement sur les effets de la substitu- [I] ~ T M S = 6 ~ ~ s o - d ~ + 39.6 PPm (6 en PPm) tion en position 2, effets que nous comparerons avec Les constantes de couplage sont mesurkes sur les spectres ceux de la strie benzothiazolique (9). Lors de la couples, avec une erreur absolue de 0.5 Hz. synthese de dtrivts ntcessaires pour attribuer La plupart des composts ktudiks ont dkja kt6 dkcrits dans la

litterature (la premiere rifkrence renvoie au mode de synthese les dt~lacements ~ ~ i m i q u e s , certains problemes nous utilisk, la seconde a sent donnees les principales Ont conduits ttudier le mtcanisme de la nitration caractkristiques du produit; dans ~ r t a i n s cas, ces deux en strie benzoxazolique. references peuvent coincider): 1 (11, 12), la (13, 14), lb,,

2 (11, 15), 3,2 4 (16), 5 (11, 17), 6 (ll) , 7 (18), 8 (19), 9,, 9a (20), 9b,2 10 (21, 22), 11,2 lla (23, 24), llb (23, 25), 12 (26), 13 (26,27), 14 (28), 15 (22,29), 16 (30), 17 (31), 18 (32), 19 (33), 20 (32, 33), 21 (33), 22 (34), 23: 24; 25: 26; 27 (23), 33

4 3 (35, 36), 34 (37), 35,2 36 (38), 37 (39, 40), 3S2, 39 (41, 42). I Par contre, les produits suivants n'etaient pas connus (tous

les produits ont Btk recristallisks dans I'kthanol).

'Auteurs auxquels la correspondance doit dtre adresske. ,Ces produits sont comrnerciaux.

0008-40421791080937-09$01 .oo/o @ 1979 National Research Council of CanadalConseil national de recherches du Canada

Can

. J. C

hem

. Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

NO

RT

HE

AST

ER

N U

NIV

ER

SIT

Y o

n 11

/21/

14Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.

93 8 CAN. 1. CHEM. VOL. 57, 1979

Le chloro-5 benzoxazole l l c est obtenu en chauffant le chloro-4 formamido-2 phenol vers 16&180°C sous une pres- sion de Torr, selon le prockde de Bamberger (23). Ce compose est un solide de couleur beige qui cristallise en paillettes, pf 36-37'C.

L'azido-2 benzoxazole 14 trait6 par l'acide nitrique fumant en presence d'acide sulfurique, selon la methode decrite par Newberry et Phillips (20), donne I'azido-2 nitro-6 benzoxazole 14a. Ce dernier est un solide jaune-orange, pf 207OC (dk.).

Les formanilides 28, 29 et 30 sont prepares par action de I'acide formique sur les aminophenols correspondants (43): (i) le formamido-2 nitro-4 phenol 28 a kt6 Btudie en uv par Passerini (25), mais n'a pas kt6 decrit. C'est un solide rouge brique, pf 245°C (dec.); (ii) le formamido-2 nitro-5 phenol 29 est un solide jaune-vert, pf 235°C (dec.); (iii) le chloro-4 formamido-2 phenol 30 cristallise en paillettes marron fonce, pf 165°C.

Par action de l'acide nitrique fumant sur les derives mono- nitrCs 28 et 29 (20), on obtient les derives dinitres: (i) le dinitro- 4,6 formamido-2 phenol 31, solide jaune clair, pf 196°C (dtc.); (ii) le dinitro-3,5 formamido-2 phenol 32, solide jaune, pf 165°C (dec.).

Attribution des dPplacements chimiques Lors de prtctdents travaux dans la strie du benzo-

thiazole (6, 9), nous avons prtsentt une mtthode d'attribution des dtplacements chimiques des car- bones protonts de l'homocycle. Ce proctdt, bast sur l'hypothtse que les perturbations sur le cycle hexa- gonal sont similaires en grandeur et en direction A celles observtes en strie benztnique (44), conduit d'excellents rtsultats, m&me lorsque !e domaine de rtsonance de ces atomes est peu ttendu, comme dans le cas du benzothiazole (6, 9).

A notre avis, le substituant le plus adapt6 pour l'ttude de ce genre de probltme est le groupement nitro; les raisons de ce choix sont les suivantes: (i) d'une part les effets de ce substituant sont nettement difftrencits selon la position considtrte; ainsi, en strie benztnique (49, les perturbations sont les suivantes: ipso = 19.6, ortho = -5.3, meta = 0.8 et para = 6.0 ppm; (ii) d'autre part, du moins en ce qui concerne la strie benzothiazolique, la nitration est une rtaction facile a mettre en oeuvre. Toutefois, un des aspects ntgatifs de ce choix est la faible solubilitt des dtrivts nitrts, ce qui ntcessite un temps d'accumulation plus tlevt.

En strie benzoxazolique, l'utilisation du substi- tuant nitro entraine des complications suppltmen- taires. Comme nous le montrerons dans le cas du benzoxazole lui-m&me 11, certains dtrivts nitrts, moins stables que leurs homologues soufrts, s'ou- vrent en milieu acide. En constquence, l'obtention, dans cette strie, de substrats nitrts est plus altatoire. Par ailleurs, ces composts nitrts peuvent Cgalement s'hydrolyser durant l'ttude spectroscopique; ainsi, dans le spectre rmn du 13C du mtthyl-2 nitro-6 benzoxazole 9a (solvant: DMSO-d,), on note

l'apparition progressive de nouvelles raies de rtso- nance attribuables a un produit d'hydrolyse (il est bien connu que les solvants polaires aprotiques, comme le DMSO, acctltrent l'attaque nucltophile de l'eau).

Ntanmoins, comme le domaine de resonance des carbones protonts de l'homocycle des dtrivts ben- zoxazoliques est relativement large, les effets d'autres substituants que le groupe nitro permettent tgale- ment de rtaliser une attribution compltte des dt- placements chimiques. La seule ambigu'itt concerne les signaux des carbones C-5 et C-6, lorsque l'tcart entre les dtplacements de ces deux carbones est inftrieur ou Cgal B 0.5 ppm; dans ces conditions, cer- taines des attributions du tableau 2 peuvent &tre inverdes.

Dans le tableau 1 sont rassembltes les perturba- tions dues i une substitution sur l'homocycle (valeurs entre parentheses), pour quelques dtrivts benzoxazoliques substituts en position 2. Au cours de notre ttude en strie benzothiazolique (9), nous avons observt une ltgtre dtpendance entre la gran- deur de la perturbation et la nature du substituant en position 2; cependant ceci ne rend pas notre approche inoptrante. Les valeurs du tableau 1 mon- trent qu'il en est de meme en strie benzoxazolique, du moins dans le cas des substituants nitro et chloro, et que, de plus, cette dtpendance semble plus impor- tante qu'en strie soufrte. Le manque de donntes ne nous permet pas d'effectuer une ttude quantitative de ce phtnomtne.

Dans le tableau 2 sont prtsenttes les valeurs des dtplacements chimiques des divers benzoxazoles sub- stituts en position 2. La plupart des attributions ont t t t faites par analogie avec les rtsultats prtctdents ou par analyse des spectres couplts (cas des chloro-2 et bromo-2 benzoxazoles, 16 et 17). En ce qui con- cerne les benzoxazoles substituts par un groupement tlectron attracteur, nous avons considtrt que le signal du carbone C-6 rtsonnait B une frtquence plus tlevte que celui relatif 2 C-5, et ce pour les raisons suivantes: (i) d'une part on observe un comporte- ment similaire en strie benzothiazolique; (ii) d'autre part, une permutation des attributions conduit a de plus mauvaises corrtlations avec les parametres structuraux.

Enfin, signalons que l'azido-2 benzoxazole 14 peut prtsenter un phtnomene de tautomerie azido- tttrazole (A P T):

Les rtsultats de la rmn du 13C indiquent que seule

Can

. J. C

hem

. Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

NO

RT

HE

AST

ER

N U

NIV

ER

SIT

Y o

n 11

/21/

14Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.

LLINARES ET AL. 939

TABLEAU 1. DBplacements chimiques du 13C.* Effets de substituant sur I'homocycle

ComposB X R5 R6 C-2 C-3a C-4 C-5 C-6 C-7 C-7a Autres

1 NHZ H H 163.0 143.8 115.5 123.7 120.2 108.6 148.2 l a NH2 H NOz 166.4 151.0 114.1 121.0 140.4 104.5 147.2

(3.4) (7.2) (-1.4) (-2.7) (20.2) (-4.1) (-1.0) l b NH, C1 H 164.3 145.45 115.3 128.2 119.8 109.4 147.1

(1.3) (1.65) (-0.2) (4.5) (-0.4) (0.8) (-1.1) 9 CH3 H H 163.5 141.4 119.0 124.lt 123.8t 110.0 150.5 CH3:13.7 9a CH, H NO, 169.3 146.6, 119.3 120.3 144.4 107.1 149.3 CH3:14.5

(5.8) (5.25) (0.3) (-3.8) (20.6) (-2.9) (-1.2) 96 CH3 CH3 H 163.4 141.8 119.1 133.2 125.1 109.35 148.9 CH3(2):13.8;

( 0 . 1 ) (0.4) (0.1) (9.1) (1.3) ( - 0 . 6 ( 1 . 6 ) CH3(5):20.7 11 H H H 153.7 140.0 120.1 124.3 125.3 110.8 149.6 l l a H H NO, 158.8 144.9 120.5 120.5 145.2 107.9 148.7

(5.1) (4.9) (0.4) (-3.8) (19.9) (-2.9) (-0.9) l l b H NO, H 157.4 $ 116.4 $ 121.7 112.1 $

(3.7) (-4.1) (-3.6) (1.3) l l c H C1 H 155.7 141.0 119.9 128.95 125.7 112.35 148.2

(2.0) (1.0) (-0.2) (4.65) (0.4) (1.55) (-1.4) 14 N3 H H 156.9 141.0 118.4 125.1 124.4 110.5 149.5 14a N3 H NOz 161.7 146.8 118.5 121.5 144.0 107.2 148.7

(4.8) (5.8) (0.1) (-3.6) (19.6) (-3.3) (-0.8)

*Les ddplacements chimiques sont exprimes en ppm par rapport au TMS; les valeurs entre parenthkses representent les effets de substituant. tDbplacements dont l'attribution peut Btre inversbe. $Ces raies ne sont pas observables (voir texte).

la forme azide est prksente en solution dans le nitrCs, 28 et 29 (25% de 28 et 75% de 29); par chauf- DMSO-d,, en accord avec nos rtsultats anttrieurs , fage sous pression rtduite, le mtlange conduit aux sur ce type dYCquilibre (45). nitro-5 et nitro-6 benzoxazoles, l l a et l l b (schCma

1). En aucune f a~on , la rCaction ayant CtC rCpCtCe Etude de la rkaction de nitration du benzoxazole plusieurs fois, nous n'avons observC de dCrivCs

Certaines structures benzoxazoliques peuvent s'hy- benzCniques dinitrCs. drolyser, plus ou mains rapidement, en milieu acide. Les structures des diff6rents produits de la rtaction Ainsi, dans le cas du benzoxazole 11, l'hydrolyse de nitration du benzoxazole dtterminCes par acide conduit a 1'0-formylamino phenol 27. une Ctude comparative des diplacements chimiques

Cette hydrolyse intervient durant la nitration de dU 1 3 ~ ; a effet, nous avons synthCtid, et ce de 11, puisqu'au lieu des derives normalement attendus, faGon univoque, chacun des produits repr~sent~s l l a et l lb , on obtient les formylamino phCnols mono- dans le schCma selon la voie rtactionnelle du

schCma 2.

l l a ou lib I -

OH HCO H

NO2 aoH NH, A Reflux N 0 2 a NHCHO

QNmHo SCHEMA 2.

NO2 L'hydrolyse du benzoxazole est donc une rCaction 28 29 ~arasi te intervenant lors de la nitration de celui-ci.

Le probl6me que l'on veut rCsoudre est la connais- sance de l'ordre dans lequel ces deux r6actions vont se rCaliser. Dans cette intention, nous avons nitrC

N 1'0-formylamino phtnol (produit d'hydrolyse du 11b l l a benzoxazole) 27. Par une Ctude comparative des

SCHEMA I. diplacements chimiques du 13C et par des synth6ses

Can

. J. C

hem

. Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

NO

RT

HE

AST

ER

N U

NIV

ER

SIT

Y o

n 11

/21/

14Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.

TABLEAU 2. DBplacements chimiques du 13C des benzoxazoles substituks en position 2* 7 1 :cIFx

3a N

Composks X C-2 C-3a C-4 C-5 C-6 C-7 C-7a Autres

NHz NHCHS NHCZH5 N(CzH5)z NHNH, NHC6H5 n N 0 u a P

OCH3 CH3 CzH5 H SCH3 SCzH5 N3 CsH5

Br c1 =NH(OCH3) CONH, COzCzH5

CN SOBK '

CN: 156.2; CH3: 53.65 CO: 156.0 CO: 155.8; CH,: 62.7 CH3: 13.9 CN: 109.6

*Les ddplacements chimiques sont exprim& en ppm par rapport au signal du TMS. tD&placements dont I'attribution peut Btre inversde.

Can

. J. C

hem

. Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

NO

RT

HE

AST

ER

N U

NIV

ER

SIT

Y o

n 11

/21/

14Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.

LLINARES ET AL.

NH2 NHCHO NHCHO

NHCHO

HN03- 80% 31 + 20% 32 dilue

HC02H 23 - 27

Reflux

LHN03 + 20% 31 + 80% 32 fumant

univoques (nitration de 28 et 29), nous avons pu identifier les difftrents composts obtenus (schtma 3).

On obtient toujours deux dtrivts dinitrts dont la proportion dtpend de l'aciditt du milieu rtactionnel. Compte tenu du site de nitration, on peut admettre qu'en milieu fortement acide le substrat est une esp2ce protonte sur le groupe formamido.

Ces expiriences (obtention des dirivts mononitrts 28 et 29 a partir du benzoxazole 11, et obtention des dtrivts dinitrts 31 et 32 A partir de 1'0-formylamino phtnol 27) dtmontrent avec certitude que la nitra- tion (formation de l l a et l lb) prtc2de l'hydrolyse.

Les dtplacements chimiques des diffkrents phtnols sont rassemblts dans le tableau 3; l'ttude des dtrivts 26 et 30 sert a confirmer les attributions.

Discussion Corrblations empiriques entre dbplacements chimiques

du 13C et parametres structuraux En strie htttroaromatique, la dtficience des

calculs de mtcanique quantique A prtdire correcte- ment les valeurs des dtplacements chimiques a con- duit de nombreux auteurs a relier les rtsultats exptrimentaux avec certains paramktres structuraux, caracttristiques de la nature du substituant (46,47).

Comme dans le cas des dtrivts benzothiazoliques (9), et dans l'intention de rialiser des corrtlations avec les effets de substituant observts en strie ben- zoxazolique, nous avons utilist l'tquation tripara- mttrique [2] proposte par Smith et Proulx (48,49).

Dans cette tquation, F et R sont les paramktres structuraux de Swain et Lupton (50); F reprtsente une mesure des effets de champ et R une mesure des effets de rtsonance. Q* est un param2tre semi-

Can

. J. C

hem

. Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

NO

RT

HE

AST

ER

N U

NIV

ER

SIT

Y o

n 11

/21/

14Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.

TABLEAU 4. Coefficients de 1'Cquation AS13C = aF + bR + cQ* + d

Coefficients Composks C-2 C-3a C-4 C-5 C-6 C-7 C-7a

a BZT* -2.58k3.02 -5.35k1.96 1.79k0.59 2.21k0.47 2.24k0.27 0.63k0.17 0.69k1.34 BZO -9.86k7.44 -2.11k1.38 0.90+0.63 2.54k0.61 3.48k0.56 1.07k0.33 -2 .53k1.04

b BZT 17.32L-7.04 0.96k4.57 7.61k1.36 4.01k1.09 5.97k0.63 3.92k0.41 2.22k3.32 BZO 4.76k 1.88 -7 .21k3.49 7.68k1.59 3.38k1.54 13.05k 1.43 5.17k0.84 -8.60k2.64

c BZT -15.48+1.59 0.81 k0.97 -0.52k0.29 -0.72k0.23 -0 .21k0.13 -0.68k0.09 0.72k0.71 BZO -8.90k4.69 0.80k0.83 -0.39k0.38 -0 .49k0.37 -1 .28k0.34 -0 .54k0.20 2.71k0.63

d BZT 2.43L-2.83 0.77k1.79 -0.55k0.53 0.20k0.42 -0 .04k0.24 0.09+0.16 1.09k1.30 BZO 2.61k4.32 0.49k0.74 -0.15k0.33 -0.09k0.32 0.10k0.30 -0.16k0.18 0.49k0.56

r BZT 0.9852 0.7797 0.9746 0.9542 0.9945 0.9815 0.8204 BZO 0.9745 0.9366 0.9914 0.9742 0.9967 0.9913 0.9552

*BZT: benzothiazole (9 points, substituants: NH2, OCHs, CH3, H, F, C1, Br, CN, NO2); BZO: benzoxazole (mBmes substituants sauf: F et NO2). 0 > z ?

P F

Can

. J. C

hem

. Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

NO

RT

HE

AST

ER

N U

NIV

ER

SIT

Y o

n 11

/21/

14Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.

LLINARES ET AL. 943

considbre que ce parambtre structural reprtsente une mesure grossibre de l'effet sttrique, on peut expliquer cette absence de relation par des interactions plus faibles entre le substituant et l'htttroatome lorsque ce dernier est un oxygbne. Par contre, l'effet inductif de cet atome se traduit par d'importantes modifica- tions des valeurs des dkplacements chimiques du

' substituant en position 2; on observe un effet de blindage par rapport au dtrivC soufrt. Ces rtsultats sont rassemblts dans le tableau 5.

Les dkplacements des carbones, C-4 et C-6 sont surtout fonction des effets de rtsonance, ce que l'on peut expliquer par la prtpondtrance des structures canoniques dipolaires suivantes :

Le dtplacement du carbone C-6 dtpend Cgalement des effets de champ (parambtre F) et de Q*. I1 est inttressant de remarquer que les dtplacements de C-6 sont les seuls A Ctre fonction des trois parambtres F, R et Q*, et que la position 6 de l'homocycle est la plus rCactive vis-A-vis des rtactions de substitution tlectrophile.

Dans le cas de C-4, C-5 et C-7 les coefficients de rCgrtssion sont peu dipendants de la nature de l'htttroatome (S ou 0). Par contre, dans le cas de C-6, les coefficients, bien que de mCme signe, ont une valeur plus grande pour le dCrivt oxygtnt, ce qui traduit une relation plus importante avec le substi- tuant en position 2.

Enfin, le fait que les carbones C-5 et C-6 dtpendent tgalement de Q, confirme que ce parambtre ne rep- rCsente pas seulement la mesure des effets stCriques.

Etude de la tautomkrie prototropique Certains benzoxazoles substituCs en position 2

prCsentent un phCnombne de tautomirie proto- tropique :

Ce type d'tquilibre a fait l'objet de nombreux travaux en strie htttrocyclique aromatique (55). Au cours de prkctdentes ttudes, nous avons montrt les avantages et les inconvtnients de l'utilisation de la rmn du 13C pour de possibles analyses qualitatives et quanti- tative~ de ce problbme (9, 56). Sans revenir sur ces

, rtsultats, prtcisons ntanmoins que, lorsque l'hCtC- I roatome X reprCsente un atome de soufre ou d'oxy-

gbne, 1'Cquilibre est t r b fortement dkplact vers la

forme b, et que l'influence de l'ttat physique (solide, solution ou phase vapeur) est trbs importante (57).3

Les dtplacements chimiques des composts pou- vant prtsenter ce phCnombne de prototropie, ainsi que les valeurs de certains produits modbles (dans lesquels le proton pyrrolique a t t t remplacC par un groupement mtthyle), sont rassemblts dans le tableau 6. Les effets du groupement nitro (composC 36) permettent, comme nous l'avons prtctdemment expliqut, de rtaliser une attribution complbte des dtplacements chimiques des carbones de l'homocycle du dtrivt 35. Compte tenu de la similitude des spec- tres, nous garderons la mCme attribution pour le composC 38. En toute rigueur, l'utilisation des effets de substituant pour attribuer les signaux de struc- tures prototropes est critiquable. En pratique, comme l'tquilibre est fortement dtplact vers l'une des formes tautombres, l'introduction d'un substituant sur le noyau benztnique ne modifie pas, d'une manibre apprtciable par la mtthode spectroscopique, la posi- tion de l'tquilibre.

La comparaison des dtplacements chimiques des carbones du cycle oxazolique des difftrents composCs du tableau 5 montre que lYCquilibre est trbs dkplact vers les structures de type b. De plus, comme nous l'avons signal6 en strie benzothiazolique (9), le car- bone C-4 est plus blind6 dans b. Cet effet est attribuC A la variation de l'tlectrontgativitt de l'atome d'azote N,. Les autres carbones de I'homocycle sont, quant A eux, peu influencts par le phtnombne de tautomtrie.

Rtcemment (58), dans le cas de la phtnyl-4 A-4-thiazolinethione-2 40 et de son homologue oxygtnC 41, nous avons mis en Cvidence des cou- plages entre le proton pyrrolique et les carbones du cycle (en particulier avec C-2).

On n'observe pas ce type de couplage dans le cas du dtrivt non substitut; on explique ce phtnombne par un ralentissement de l'tchange du proton pyr- rolique avec le milieu environnant, lorsque le cycle est substitut par un groupement phCnyle.

La benzocondensation ne conduit pas A une observation similaire: dans le spectre couplC de 35, le signal du carbone 2 reprtsente un singulet; quant aux figures de couplage des carbones de jonction,

3L'existence en solution de structures associhes (dimerisa- tion ou association avec le solvant) a 6th mise en evidence pour ce type de composes (53). De plus, dans le cas du dimethyl- sulfoxyde, les constantes &association sont relativement importantes.

Can

. J. C

hem

. Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

NO

RT

HE

AST

ER

N U

NIV

ER

SIT

Y o

n 11

/21/

14Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.

CAN. J . CHEM. VOL. 57, 1979

H

35

C-3a et C-7a, elles ne peuvent Ctre analys6es i cause de leur mauvaise rtsolution.

Efets de la benzocondensation et analyse des couplages "J(C,H)

Les perturbations crtCes par la condensation d'un noyau bendnique sur des hCtCrocycles pentagonaux- 1,3 sont prCsentCes dans le tableau 7.

Comme pour la sCrie monoh6tCroatomique (59), l'effet de la benzocondensation sur le carbone en position 2 dtpend, non pas de 1'ClectronCgativitC de I'hCtCroatome adjacent, mais de sa taille. En effet, on observe, pour ce carbone, l'ordre devariation suivant :

TABLEAU 7. Effets de la benzocondensation en skrie pentagonale-1,3

= 139.3 ppm. SValeurs de la r6f. 9. §Valeurs de la ref. 8.

TABLEAU 8. Constantes de couplage "J(C,H)

Oxazolet BenzoxazoleS

Paramttre Valeur Parametre Valeur

*Les constantes de couplage sont exprim6s en Hz; les spectres ont kt6 analyses au premier ordre.

tLes couplages A longue distance, 2Jel35, des carbones C-4 et C-5 ont 6t6 attribu6s par cornparaison avec les r6sultats du (pyridyl-4')-2 oxazole (M. N. Dinia et C. Marzin. R6sultats non publi6s.

SLa figure de couplage du carbone C-7a est ma1 dsolue.

Can

. J. C

hem

. Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

NO

RT

HE

AST

ER

N U

NIV

ER

SIT

Y o

n 11

/21/

14Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.

LLINARE : AL. 945

S < 0 < NCH,. En ce qui concerne les effets sur les atomes de jonction, comme nous l'avons dCja montrC (9), la perturbation est plus importante sur le carbone adjacent B I'hCtCroatome le moins Clectro- nCgatif. Dans le cas du couple oxazole-benzoxazole, nous avons AC-4 > AC-5.

Les constantes de couplage "J(C,H) du benzoxa- zole et de l'oxazole sont donnCes dans le tableau 8.

1. A. ESCANDE, J. LAPASSET, R. FAURE, E. J . VINCENT et J . ELGUERO. Tetrahedron, 30,2903 (1974).

2. M. CALAFELL, J. ELGUERO et A. FRUCHIER. Org. Magn. Reson. 7,84 (1975).

3. A. MAQUESTIAU, Y. VAN VERBE EKE, R. FLAMMANG, M. C. PARDO et J . ELGUERO. Org. Mass Spectrom. 10. 313

C. PARDO et J . ELGUERO. Org. ass Spectrom. 10,'558 (1975). J. ELGUERO, A. FRUCHIER et M. C. PARDO. Can. J. Chem. 54, 1329 (1976). J. ELGUERO, R. FAURE, R. LAZARO et E. J. VINCENT. Bull. Soc. Chim. Belg. 86,95 (1977). P. BOUCHET, A. FRUCHIER, G. JONCHERAY et J . ELGUERO. Org. Magn. Reson. 9,716 (1977). M. BEGTRUP, R. M. CLARAMUNT et J . ELGUERO. J. Chem. Soc. Perkin 11,99 (1978). R. FAURE, J. ELGUERO, R. LAZARO et E. J. VINCENT. Org. Magn. Reson. Sous presse. G. C. LEVY et G. L. NELSON. I3C nmr for organic chemists. Wiley-Interscience, New York, NY. 1972. Brevet f r an~a i s no 773,944 (28 novembre 1934); Chem. Abstr. 29,2177 (1935). S. SKRAUP. Justus Liebigs Ann. Chem. 419,68 (1919). T. P. SYCHEVA, I. D. KISELEVA et M. N. SHCHUKINA. Khim. Geterotsikl. Soedin. 205 (1966). S. PALAZZO et B. TORNETTA. Ann. Chim. (Rome), 48,657 (1958). H. OGURA, S. SUGIMOTO et K. SHIMURA. Yakugaku Zas- shi, 90,796 (1970). S. B. ADVANI et J. SAM. J. Pharm. Sci. 57, 1963 (1968). T. P. SYCHEVA, I. D. KISELEVA et M. N. SHCHUKINA. Khim. Geterotsikl. Soedin. 43 (1967). K. DAV~DKOV et D. SIMOV. Dokl. Bolg. Akad. Nauk, 21, 1193 (1968). Chem. Abstr. 70,57714 (1969). L. J. DARLAGE, T. H. KINSTEL et C. L. MCINTOSH. J. Org. Chem. 36,1088 (1971). G. NEWBERY et M. A. PHILLIPS. J. Chem. Soc. 116 (1928). D. A. DRAPKINA, V. G. BRUDZ, V. A. INSHAKOVA et N. I. BADAIKOVA. Metody Poluch. Khim. Restinov, 15, 184 (1967). Chem. Abstr. 68, 105062 (1968). S. SKRAUP et M. MOSER. Chem. Ber. 55, 1080 (1922). E. BAMBERGER. Chem. Ber. 36,2051 (1903). Brevet allemand no 1,124,499 (1 Mars 1962). Chem. Abstr. 52,9858 (1962). R. PASSERINI. J . Chem. Soc. 2256 (1954). B. BELENSON et F. M. HAMER. J. Chem. Soc. 143 (1939). B. A. A m u z o v et V. M. ZOROASTROVA. IZV. Akad. Nauk

SSSROdt. Khim. Nauk. 1037(1959);Chem. Abstr. 54,1498 (1960). G. A. REYNOLDS, J. A. VAN ALLAN et J . F. TINKER. J. Org. Chem. 24, 1205 (1959). E. L. HOLUES et E. C. WAGNER. J. Org. Chem. 9, 31 (1944). H. N. McCoy. Am. Chem. J. 21, 11 1 (1899). D. S. JONES, G. W. KENNER et R. C. SHEPPARD. J . Chem. SOC. 4393 (1965). H. MOLLER. Justus Liebigs Ann. Chem. 749, 1 (1971). K. DICKORE, K. SASSE et K. D. BODE. Justus Liebigs Ann. Chem. 733,70 (1970). Brevet f r an~a i s no 772,968 (9 novembre 1934); Chem. Abstr. 29, 1658 (1935). H. GILMAN et J. A. BEEL. J. Am. Chem. Soc. 71, 2338 (1949). K. ZAHN. Chem. Ber. 56,584 (1923). J . W. CONFORTH et R. H. CONFORTH. J. Chem. Soc. 96 (1947). G. BENDER. Chem. Ber. 19,2271 (1886). J . SAM, J. L. VALENTINE et C. W. RICHMOND. J. Pharm. Sci. 57, 1763 (1968). W. J. CLOSE, B. D. TIFFANY et M. A. SPIELMAN. J. Am. Chem. Soc. 71, 1265 (1949). M. CHANON, M. CONTE, J. MICOZZI et J . METZGER. Int. J. Sulfur Chem. 6,85 (1971). J . SEIDEL. J. Prakt. Chem. (2) 42,448 (1890). A. I. VOGEL. Practical organic chemistry. Longmans, London. 1972 p. 655. J . B. STOTHERS. 13C nmr spectroscopy. Academic Press, New York, NY. 1972. p. 197. R. FAURE, J. P. GALY, E. J . VINCENT et J. ELGUERO. J. Heterocycl. Chem. 14, 1299 (1977). J. W. EMSLEY et L. PHILLIPS. Progress in nmr spectros- copy. Vol. 7. Pergamon Press, Oxford. 1971. G. J. MARTIN, M. L. MARTIN et S. ODIOT. Org. Magn. Reson. 7,2 (1975). W. B. SMITH et T. W. PROULX. Org. Magn. Reson. 8,205 (1976). W. B. SMITH et T. W. PROULX. Org. Magn. Reson. 8,567 - - (1976). C. G. SWAIN et E. C. LUPTON. J. Am. Chem. Soc. 90.4328 - -

(1968). F. HRUSKA, H. M. HUTTON et T. SCHAEFER. Can. J.Chem. 43,2392 (1965). N. F. RAMSEY. Phys. Rev. 78,699 (1950). E. CENTRIC, J. LAURANSAN, C. RoUss~Let J. METZGER. J. Chem. Soc. Perkin 11, 1015 (1977). W. B. SMITH, A. M. IHRIG et J . L. ROARK. J . Phys. Chem. 74, 812 (1970). J . ELGUERO, C. MARZIN, A. R. KATRITZKY et P. LINDA. The tautomerism of heterocycles. Academic Press. New York, NY. 1976. R. FAURE, E. J. VINCENT, G. ASSEF, J . KISTER et J . METZ- GER. Org. Magn. Reson. 9,688 (1977). P. BEAK. ACC. Chem. Res. 10, 186 (1977). R. FAURE, A. ASSAF, E. J. V ~ N C E N T ~ ~ J . P. AUNE. J. Chim. Phys. Sous presse. R. FAURE. Thkse d'Ctat, Marseille, France. 1978.

Can

. J. C

hem

. Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

NO

RT

HE

AST

ER

N U

NIV

ER

SIT

Y o

n 11

/21/

14Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.