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Amines β-fluorees, β-aromatiques : Synthese et etude par rmn du fluor
Tetrahedron Letters No. 12,
pp 907 - 910,
1973.
Pergamon Preee.
printed in Great Britain.
AMINES ~PFLUOREES, B-AR~~~ATIQUES : ET ETUDE PAR RMN DU FLUOR
SYNTHESE
R. GVEDJ, R. NABET et T. WADE Institut de Mathematiques et Sciences Physiques Laboratoire de Chimie Structurale Organique - Part Valrose - 06 - Nice - France (Received in France 31 January 1973; On sait l'int&ft selectif des groupements
qui s'attache au tkrafluorure
carbonyles et carboxyliques.
ch8 2 mettre au point un pro&d8 compos&
received in UK for publication 5 February 1973) de soufre
(l-3)
de fluoration des groupements hydroxyles
fortement toxiques et ne n&essite
qui gvite l’emploi
($PF4)
(Q-6) qui
de choix pour remplacer un hydroxyle par un atome de fluor et ce
: c'est un liquide facilement accessible, dont la manipulation et la conserva
pour trois raisons tion pr&entent
de
ni temperature, ni pression blevges.
Pour ce faire, nous avons utilisi lephknyl&trafluorophosphorane s'est r6v618 $cre un r&ctif
comme fluorant
Nous avons dans le mgme ordre d'idke cher-
peu de difficult8 en regard des reactifs gazeux tels que SF,+, RF,; la reaction B tempgrature ordinaire, de plus elle est shlective et ne
est rapide et s'effectue an g&&al fournit pratiquement
pas de produits secondaires.
un rSlz comparable a celui des acides de dc flQPF, settle joder dans la zE-& Lewis (SCC12, PEr3 ...) couramment utills& pour substituer un hydroxyle par un chlore ou un brome. Le probleme de la substitution aux fluorures benzyliques
d'un hydroxyle benzylique par UT atome de fluor conduisant
de reputation
instable, Qtant ainsi r&.olu g&e
3 l'utilisation
de
$PF4, nous avons cherche 2 mettre au point une mdthode de synthkse permettant d'accgder aux ani.&wA 6-@wZes
S-tiomti~uti.
Ces amines qui s'apparentent probablement d&iv&
aux d&iv&
de l'adrgnaline ont QtB peu 8tudi6es,
eu raison de leur difficult& d'obtention, bien que les applications biologiques des
mono-fluor&
organiques sea&lent &re
utllisee neut Ztre ainsi r&sum&e
Cl Si Me3
C;H--CH+I
OPh
de premiere importance. La s6quence rgactionnelle
:
CH--CH+l :
’
907
y+-CH;;-Cl
d
908
No. 12 La derniere &ape, mentionneep&&demment,
(passagedes fluorochloruresaux amines
g-fluor&esB-aromatiques)se fait ais6nentpar la reaction d'lofmannqui intervientuniquement au niveau de l'atome de chlore. Bien mieux, nous constatonsque les dew derni&es 6tapes (flueration du groupementtrim6thylsiloxyet &action d'Hofmann)se compldtentparfaitement; en effet, la prgsence du chlore favorise la fixation d'un atome de fluor sur le substrat,tandis que celle de l'atome de fluor inhibe la formationdu sel. d'ammoniumquaternaire. SWL .& peaM ~x~@L&wu%,
notons cue la transformationdesalkoolsen fluorures2
l'aide de $PFn a bt6 peu convaincantedans la mesure oi3les rendementssont relativementfaibles ; en particulierlorsqu'onaugmente la temperature,on favoriseainsi la formationde produits d'6limination.Par contre, $PF4 reagit instantansment2 des temperaturescomprisesentre - 10°C et + 25OC avec les alkoxysilanespour conduire aux fluorurescorrespondants.Les amines s'obtiennent aisgment par traitementvers 90°C d'un m6lange de fluorochlorureset d'amines en excbs. Le tableau I ci-apr&sr&nit les r&ultats observ6s. tfw &Ude.‘con~&?tepan R.M.N.
du
lgF des fluorochlorureset amines fluor6espeut
i$treentreprisesur la base d'un systsme fortementcoup16 du type g&era1 ABCX. Les don&es R.M.N. lgF repr&sent&esdans le tableau II, peuvent atre discuteesen vue de determinerdans une certainemesure les proportionsde diffkrentsisom&es de rotation des 6chantillonsfluor6s. TABLEAU II Rapport
Compos&
des
“J
C, H5-FH-CH,CI F C,H
F
15,081
Mal
C6H&U CH,M 3 F
15,87
C,H+H-C
15,651
48
45,82
48
15,79 1
47,5
F
Z,H+H-CH,N F
H,N 3
3
1
15,46 I
48
1
1
Complexe
rholu
28,5
1 19,5
29
1 19,25
1,46 1 1,51
29
19
1,53
28,5 1
19
1 1,50
2
nd
. ordre
(Les dgplacementschimiquessont indiqu6sen p.p.m., par rapport a CgF9 pris comme zero de refgrence,le solvant utilis6 &ant CC+).
HN Lie
HN 3
HN
1 Ll
_y__-
---ii
I-i N
3
HN
-,---Zmines -II_____
H:
+-$H-CHC12
PF $-FH-CH$I F
F
-WI-CH,CI
FIuor:lres
TAbLEAIl I --_...-..Y_
100
97 I
CH
p-4
F-(&H-CH?Nz
F--@H--CHi-N3
I
95
R (-J~s’~~
Ho. 12
910
Cette discussionque nous ne pouvons rappeler dans son detail dans un wurt mgmoire est basee SUP un double principe : - d'une part, la wnstante de couplagevicinal JFH est maximale lorsque les noyaux sont d&al& anti et relativementfaible s'ils sont d&al&
gauche.
- d'autre part, POPLF.et BOOTH(g-lO)ont Qlis l'hypothdseque la valeur observge de la constants de couplage entre dew noyaux est une valeur moyanne a laquelleparticipentles diff&entes conformationsproportionnellement a leurs populationsrespectives. L'analyse des diffkrentesconstantesde wupkge
uicinap. jointe a ces considkations
nous amenent a postuler que la forme stabilis6ecorrespondvraisemblablement B celle oille ph6nyle occuperaitpr~f&entiellement une position anti par rapport au substituantamino ou chloro. En ce qui concerne les dEp¢entd
ckimiqu~,
on constate qu'ils se situent dans
la zone h fluor secondairepar rapport au C6F6, pris cotmnetifkrence interne. Confon&ment aux travaux de SAIKA et SLIGHTER (11-12)qui ont montr6 par une approche theorique que cette valeur dependait essentiellementdu caract&
covalent de la liaison dans laquelle le fluor est engage,
on constate que les signaux associ& au fluor pour le fluorochlorure,apparaissenta des champs plus faibles que ceux correspondantaux amines fluor6es.En definitive,l'effet inductif du substituantZ (&XFCH2Z) est dgterminant. Mais dans la s6rie des amines fluor6es synth&i&es, les effets inductifssont sensiblement Equivalentsde sorte que les variationsdu dgplacementchimique du fluor sont X&es essentiellementaux modificationsstructuraleset d'anisotropiediamagngtique.Notons enfin que l'existence de &x
valeurs du dgplacementchimiquepour la 8-fluorophkkhyl-1 m&thyl-3 pipgridineest
probablementlike ?ila pr&ence des deux isomeresrepr&ent&
ci-dessous.
Remerciements : Nous remercionsle Docteur PHILLIPS du Laboratoiredu ProfesseurBARTON, Imperial College, Londres, a qui nous devons ces enregistrementsspectraux. Bibliographic: W.R.HASEK,W.C. SMITH et V.A. ENGELHARDT,J.am.Chem.Soc.g, 543 (1960) W.C.SMITH,Ang. Chem., Int. Ed. Engl. 1, 467 (1962) P.G. MARTIN et F. K&AN, J. org. Chem. 27, 3164 (1962) R. SCHMUTZLER,Chem. and Ind., 1868 (1962) E.L. MUTTERTIES,W. MALHER et R. SCHMUTZLER,Inorg. Chem. 2, 613 (1963) R. SCHMUTZLER,Inorg. Chem., 2, 410 (1964) R. GUEDJ, R. NABET, T. WADE, C.R. Acad. SC. Paris, ?7y, 1317 (1972) D. ROBERT, J.G. RIESS, Tetrahedron,2, 847 (1972) J.A. POPIE, W.G. SCHNEIDERet H.J. BERNSTEIN,"High ResolutionNuclear MagneticResonance", Mac Graw Hill, 380 (1959) 10. H. BOOTH, Tetrahedron,20, 224 (1964) 11. A. SAIKA et C.P. SLIGHTER,J. them. Sot., 22_,26 (1954) et G.F. SVATOS, J.am.Chem.Soc.79, 1807 (1957) 12. N. MULLER, P.C. LALJTERBUR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
pp 907 - 910,
1973.
Pergamon Preee.
printed in Great Britain.
AMINES ~PFLUOREES, B-AR~~~ATIQUES : ET ETUDE PAR RMN DU FLUOR
SYNTHESE
R. GVEDJ, R. NABET et T. WADE Institut de Mathematiques et Sciences Physiques Laboratoire de Chimie Structurale Organique - Part Valrose - 06 - Nice - France (Received in France 31 January 1973; On sait l'int&ft selectif des groupements
qui s'attache au tkrafluorure
carbonyles et carboxyliques.
ch8 2 mettre au point un pro&d8 compos&
received in UK for publication 5 February 1973) de soufre
(l-3)
de fluoration des groupements hydroxyles
fortement toxiques et ne n&essite
qui gvite l’emploi
($PF4)
(Q-6) qui
de choix pour remplacer un hydroxyle par un atome de fluor et ce
: c'est un liquide facilement accessible, dont la manipulation et la conserva
pour trois raisons tion pr&entent
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ni temperature, ni pression blevges.
Pour ce faire, nous avons utilisi lephknyl&trafluorophosphorane s'est r6v618 $cre un r&ctif
comme fluorant
Nous avons dans le mgme ordre d'idke cher-
peu de difficult8 en regard des reactifs gazeux tels que SF,+, RF,; la reaction B tempgrature ordinaire, de plus elle est shlective et ne
est rapide et s'effectue an g&&al fournit pratiquement
pas de produits secondaires.
un rSlz comparable a celui des acides de dc flQPF, settle joder dans la zE-& Lewis (SCC12, PEr3 ...) couramment utills& pour substituer un hydroxyle par un chlore ou un brome. Le probleme de la substitution aux fluorures benzyliques
d'un hydroxyle benzylique par UT atome de fluor conduisant
de reputation
instable, Qtant ainsi r&.olu g&e
3 l'utilisation
de
$PF4, nous avons cherche 2 mettre au point une mdthode de synthkse permettant d'accgder aux ani.&wA 6-@wZes
S-tiomti~uti.
Ces amines qui s'apparentent probablement d&iv&
aux d&iv&
de l'adrgnaline ont QtB peu 8tudi6es,
eu raison de leur difficult& d'obtention, bien que les applications biologiques des
mono-fluor&
organiques sea&lent &re
utllisee neut Ztre ainsi r&sum&e
Cl Si Me3
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:
CH--CH+l :
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No. 12 La derniere &ape, mentionneep&&demment,
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l'aide de $PFn a bt6 peu convaincantedans la mesure oi3les rendementssont relativementfaibles ; en particulierlorsqu'onaugmente la temperature,on favoriseainsi la formationde produits d'6limination.Par contre, $PF4 reagit instantansment2 des temperaturescomprisesentre - 10°C et + 25OC avec les alkoxysilanespour conduire aux fluorurescorrespondants.Les amines s'obtiennent aisgment par traitementvers 90°C d'un m6lange de fluorochlorureset d'amines en excbs. Le tableau I ci-apr&sr&nit les r&ultats observ6s. tfw &Ude.‘con~&?tepan R.M.N.
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lgF des fluorochlorureset amines fluor6espeut
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Compos&
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“J
C, H5-FH-CH,CI F C,H
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15,081
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28,5
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Cette discussionque nous ne pouvons rappeler dans son detail dans un wurt mgmoire est basee SUP un double principe : - d'une part, la wnstante de couplagevicinal JFH est maximale lorsque les noyaux sont d&al& anti et relativementfaible s'ils sont d&al&
gauche.
- d'autre part, POPLF.et BOOTH(g-lO)ont Qlis l'hypothdseque la valeur observge de la constants de couplage entre dew noyaux est une valeur moyanne a laquelleparticipentles diff&entes conformationsproportionnellement a leurs populationsrespectives. L'analyse des diffkrentesconstantesde wupkge
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ckimiqu~,
on constate qu'ils se situent dans
la zone h fluor secondairepar rapport au C6F6, pris cotmnetifkrence interne. Confon&ment aux travaux de SAIKA et SLIGHTER (11-12)qui ont montr6 par une approche theorique que cette valeur dependait essentiellementdu caract&
covalent de la liaison dans laquelle le fluor est engage,
on constate que les signaux associ& au fluor pour le fluorochlorure,apparaissenta des champs plus faibles que ceux correspondantaux amines fluor6es.En definitive,l'effet inductif du substituantZ (&XFCH2Z) est dgterminant. Mais dans la s6rie des amines fluor6es synth&i&es, les effets inductifssont sensiblement Equivalentsde sorte que les variationsdu dgplacementchimique du fluor sont X&es essentiellementaux modificationsstructuraleset d'anisotropiediamagngtique.Notons enfin que l'existence de &x
valeurs du dgplacementchimiquepour la 8-fluorophkkhyl-1 m&thyl-3 pipgridineest
probablementlike ?ila pr&ence des deux isomeresrepr&ent&
ci-dessous.
Remerciements : Nous remercionsle Docteur PHILLIPS du Laboratoiredu ProfesseurBARTON, Imperial College, Londres, a qui nous devons ces enregistrementsspectraux. Bibliographic: W.R.HASEK,W.C. SMITH et V.A. ENGELHARDT,J.am.Chem.Soc.g, 543 (1960) W.C.SMITH,Ang. Chem., Int. Ed. Engl. 1, 467 (1962) P.G. MARTIN et F. K&AN, J. org. Chem. 27, 3164 (1962) R. SCHMUTZLER,Chem. and Ind., 1868 (1962) E.L. MUTTERTIES,W. MALHER et R. SCHMUTZLER,Inorg. Chem. 2, 613 (1963) R. SCHMUTZLER,Inorg. Chem., 2, 410 (1964) R. GUEDJ, R. NABET, T. WADE, C.R. Acad. SC. Paris, ?7y, 1317 (1972) D. ROBERT, J.G. RIESS, Tetrahedron,2, 847 (1972) J.A. POPIE, W.G. SCHNEIDERet H.J. BERNSTEIN,"High ResolutionNuclear MagneticResonance", Mac Graw Hill, 380 (1959) 10. H. BOOTH, Tetrahedron,20, 224 (1964) 11. A. SAIKA et C.P. SLIGHTER,J. them. Sot., 22_,26 (1954) et G.F. SVATOS, J.am.Chem.Soc.79, 1807 (1957) 12. N. MULLER, P.C. LALJTERBUR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.