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L'α-bromoacrylate de methyle, un reactif de bicyclisation en serie heterocyclique : Preparation des aza-1 bicyclo(2,1,0) pentanes.
Tetrahedron Letters, vo1.22, Printed in Great Britain
L'a-BROMOACRYLATE
NO.35,
pp
3397
-
3400,
~040-4039/8~/~53~97-~4$~2.~~/~
1981
01981 Pergamon Press Ltd.
DE METHYLE, PREPARATION
UN REACTIF
DE BICYCLISATION
DES AZA-1 BICYCLO(2,1,0)
B. FOUCHET,
EN SERIE HETEROCYCLIQUE
:
PENTANES.
M. JOUCLA et J. HAKLIN*
D&artement de Physique CristaZZine et Ckimie Structura~e, Equipe de Reekereke AssociSe au C.N.R.S., UniuersitG de Rennes, Campus de Beaulieu, 35042 Rennes, France. The reaction in good yields.
of methyla-bromoacrylate
11 a et@ precedemment acides avec les alcenes tion dipolaire-1,3
Rl\ _rN R2
- CHR3R4
montre
conduit
de l'ylure
que la reaction
a la formation
d'azomethine
thermique
de pyrrolidines
en equilibre
peuvent
egalement
avec l'imine
2) des anions des imines sur les olefines
etre obtenus
d'a-amino-
de cycloaddi-
(1, 2).
R3
base
- CHR3R4
par cycloaddition
I
1) alcene
:
2) H20
Nous avons mis a profit teropolycycliques
en utilisant
Nous rapportons
ces deux types de r&actions
des alcenes
les premiers
substitues
resultats
anionique
(3-6).
R2
miner.
des imines derivees par une reaction
R4
A Rl\ rN
leads to the title compounds
alcene
a l
Ces memes heterocycles (3O+
with imine anions
obtenus
I
* :;ANh
"R', B de composes
pour la synthese
par un groupement
susceptible
avec l'a-bromoacrylate
he-
de s'eli-
de methyle.
Rgaetions anioniques Les imines -la conduisent
(R = Me) et -lb
a l'anion correspondant
donner quantitativement connaissance
(R = Ph) traitees
qui reagit
(a la precision
cette reaction
constitue
rapidement
le premier
exemple
B 2)KCL
la
R=Me
lb -
R=Ph
a -80" dans le THF
avec l'a-bromoacrylate
de la RMN) les aza-1 bicycle de synthese
de methyle
k Me 2
de ces composes
H
R C02Me
g,
3397
2,
pour
(2,1,0) pentanes 2. A notre
Ph
1) nBuLi PhCH = N-CH(R)C02Me
par le butyllithium
-2b'
(7).
3396
Lorsque
R = Me un seul compose -2a est obtenu. Par contre lorsque R = Ph on obtient des 2 isomeres -2b (40 %) et -2b' (60 %). L'existence des deux isomeres resulte de
le melange
la difference
de configuration
pour -2a egalement) de l'un des groupes Cette attribution d'ethyle
esters,
ce qui implique
est confirmee
qui conduit
chimique
(et
une position
en cis d'un phenyl
vicinal
(8).
par un C02Et
de l'anion de l'imine -la sur l'a-bromoacrylate au compose -2a dans lequel le C02Me en 4 (6 OCH3 =
(sOCH2-CH3
a champ faible au methyle
-2a. F = 98" (ether-ether f&IN 'H (CDC13, 6 ppm)
2. En effet pour les deux isomeres
un seul signal a champ fort pour le methyle
par addition
quantitativement
3,42 ppm) est remplace placement
au niveau du carbone
le spectre de RMN lH presente
= 3,83 ppm) ce qui permet d'attribuer
le de-
de l'ester en 2 (6 0CH3 = 3,81 ppm).
de petrole).
: 1,41 (s, 3H, CH3) ; 2,46 (d, IH, C2, J = 11,l Hz) ; 3,18 (d, lH,
CH2, J = 11,l Hz) ; 3,42 (s, 3H, 0CAj-g 3,81 (s, 3H, 0CX3) ; 4,04 (s, lH, 3)
; 7,28 (m,
5H, Arti). RMN 13C (CDC13, 6 ppm)
: 35,19 (C,, J13CH = 142,6Hz) ; 45,29 (C,) ; 53,35 (C,, J13CH =
168 Hz) ; 62,49 (C,). Spectrometrie
de masse
: m/e = 275 (Mf), m/e = 216 (M-'C02Me)+.
: C15H17N04
-2b. F = 183" (CC14)
lH, -CH2, J = 12,3 Hz) ; 3,48 (s, 3H, 03) ; 3,63 (d, lH, CH2, J = 12,3 Hz) ; 3,73 (s, 3H, OCH3) ; 3,73 (s, lH, CH) ; 7,20 a 7,44 (m, lOH, Ari). RMN 13c : 35,58 (C,, J 13ii = 142,6Hz) ; 46,60 (C4) ; 55,29 (C,, J13CH = 177,8 Hz) ;
RMN 'H : 3,OD (d,
67,43 (C,). Spectrometrie (CloHgN02).
de masse
: C20HlgN04
Le spectre
"H.V. Scan"
qui est en faveur de la structure azetidine
entre les atomes
I
: m/e = 337 (MT) ; m/e = 278 (M-*C02Me)+, (9) pour le pit m/e = 175 montre bicyclique
et indique
la transition
la possibilite
1 et 2 d'une part et 3 et 4 d'autre
m/e = 175
de rupture
337-175 du cycle
part.
-2b'. F = 100' (CC14) RMN 'H
: 2,97 (d, lH, CH2, 3 = 11,7 Hz) ; 3,40 (s, 3H, 0fi3) ; 3,61 (d, lH, W2, J =
11,7 Hz) ; 3,64 (s, 3H, 0CH3) ; 3,87 (s, lH, CL) ; 7,2 ii7,8 (m, lOH, ArH). RMN 13C
: 38,45 (C,, J13C&-= 142,6 Hz) ; 45,lO (C,) ; 55,83 (C,, J13CH : 172,8 Hz) ; 67,19
(C,). Spectrometrie moleculaire
de masse
: m/e 305 (M-MeOH)t
a m/e = 337 est present
R&z&ion
lidines -3.
avec une tres faible
; m/e = 278 (M-'C02Me)+
; le pit
intensite.
thennique
Au reflux du toluene, late de methyle,
; (ClgH15N03)
en presence
les imines -la et
d'une quantite
stoechiometrique
lb conduisent quantitativement
d'a-bromoacry-
a la formation
des pyrro-
3399
Br PhCH = N - CH(R)C02Me BY-
+
@lT, PhCH = N - C(R)CO Me 2 II
Me02C/-
Me02C
A
toluene
’ R
H a.
+
Ph D
C0214e
I H 3a
la R = Me -3b
IbR=Ph Avec l'imine -la seul le compose -3a est forme (a la precision au melange relative
des carbones
determinee.
d'ester
4 et 5 est attribuee
Les caracteristiques
avec les structures
en raison de la presence
1 champ fort (8). La configuration
proposees
relative
3, la configuration
dans le spectre de RMN 'H
des carbones
de RMN 'H et l3C et de spectrometrie
pour les pyrrolidines
-3b'
de la RMN) et -lb conduit
des deux isomer-es -3b (66 %) et -3b' (34 X). Pour les pyrrolidines
d'un methyle
-
2 et 5 n'est pas
de masse sont en accord
3.
M&anisme La formation tion de l'anion nucleophile
des aza-1 bicyclo(Z,l,O)
de l'imine
sur l'alcene
intramoleculaire
pour donner
avec cyclisation
Br-
pentanes 2 peut Etre interpretee l'anion 4 qui elimine
de type 3-exo-tet
par une addi-
du bromure
(10) pour donner
par attaque
les bicycles -2.
1
Br .
Me02C/-
H‘=
N
Ph '
-
R
0
C(R)CO2Ele
C02Ne
L1i -4 L'existence vante
4 est confirm&e
par synthese
: les pyrrolidines -3b et 3b' traitees par le butyllithium
tion anionique 2,
de l'intennediaire
2
conduisent
majoritaire
d'une maniere
par reaction
thermique,
stereospecifique conduit
univoque
de la facon sui-
dans les conditions
aux bicycles
a -2b (minoritaire
de la reac-
correspondants.
par reaction
Ainsi
anionique)
et
2b' -3b' donne _. ConcZusion Cette nouvelle lecules de type comparable
methode
de synthese
=X-YH ainsi qu'a d'autres
a celle de l'a-bromoacrylate
est actuellement systemes
de methyle
insatures
etendue
a d'autres
presentant
et les proprietes
imines et mo-
une double
des bicycles
reactivite
sont etudiees.
3400
Nous remercions et le Centre
la D.G.R.S.T.
de Mesures
et des spectres
Physiques
pour une aide financier-e a l'un d'entre
de 1'0uest
pour l'enregistrement
des spectres
nous (B.F.) de RMN l3C
de masse.
References
(1) (2)
R. Grigg,
J. Kemp, G. Sheldrick
M. Joucla et J. Hamelin,
(3) T. Kauffmann,
Angew.
(4) S. Sinbandhit,
et J. Trotter,
Tetrahedron
Lett.,
Chem. Internat.
These de 3eme Cycle, Rennes,
et S.E. Earp, Tetrahedron
(6) La structure
N-phenylimino-2 1970, 103,
de la dimerisation
1978, 109.
1977.
Lett.,
aza-1 bicycle
1978, 2641.
(2,1,0) pentane
1908 pour la decomposition 1973, 95,
A. Pawda et al. J. Am. Chem. Sot.,
Chem. Comm.,
Ed., 1974, 627.
(5) J.M. Boniece
al. Chem. Ber.,
J.C.S.
1978, 2885.
de la phenylazirine
proposee
1954, qui a montre
possede
par H. Reimlinger
de vinylazides
la structure
a et@ infirmee
que le compose
diaza-1,3
bicycle
resultant (3,1,0)
hexene. (8) M. Joucla,
J. Hamelin
(9) R.G. Cooks
"Metastable
(10) J.E. Baldwin, (Received
J.C.S.
in France
et R. Carrie,
Bull. Sot. Chim.,
Ions", Plenum Press.,
Chem. Comm., 26 April 1981)
1976, 734.
1972.
1973, 3116 et references
et
par
citees.
L'a-BROMOACRYLATE
NO.35,
pp
3397
-
3400,
~040-4039/8~/~53~97-~4$~2.~~/~
1981
01981 Pergamon Press Ltd.
DE METHYLE, PREPARATION
UN REACTIF
DE BICYCLISATION
DES AZA-1 BICYCLO(2,1,0)
B. FOUCHET,
EN SERIE HETEROCYCLIQUE
:
PENTANES.
M. JOUCLA et J. HAKLIN*
D&artement de Physique CristaZZine et Ckimie Structura~e, Equipe de Reekereke AssociSe au C.N.R.S., UniuersitG de Rennes, Campus de Beaulieu, 35042 Rennes, France. The reaction in good yields.
of methyla-bromoacrylate
11 a et@ precedemment acides avec les alcenes tion dipolaire-1,3
Rl\ _rN R2
- CHR3R4
montre
conduit
de l'ylure
que la reaction
a la formation
d'azomethine
thermique
de pyrrolidines
en equilibre
peuvent
egalement
avec l'imine
2) des anions des imines sur les olefines
etre obtenus
d'a-amino-
de cycloaddi-
(1, 2).
R3
base
- CHR3R4
par cycloaddition
I
1) alcene
:
2) H20
Nous avons mis a profit teropolycycliques
en utilisant
Nous rapportons
ces deux types de r&actions
des alcenes
les premiers
substitues
resultats
anionique
(3-6).
R2
miner.
des imines derivees par une reaction
R4
A Rl\ rN
leads to the title compounds
alcene
a l
Ces memes heterocycles (3O+
with imine anions
obtenus
I
* :;ANh
"R', B de composes
pour la synthese
par un groupement
susceptible
avec l'a-bromoacrylate
he-
de s'eli-
de methyle.
Rgaetions anioniques Les imines -la conduisent
(R = Me) et -lb
a l'anion correspondant
donner quantitativement connaissance
(R = Ph) traitees
qui reagit
(a la precision
cette reaction
constitue
rapidement
le premier
exemple
B 2)KCL
la
R=Me
lb -
R=Ph
a -80" dans le THF
avec l'a-bromoacrylate
de la RMN) les aza-1 bicycle de synthese
de methyle
k Me 2
de ces composes
H
R C02Me
g,
3397
2,
pour
(2,1,0) pentanes 2. A notre
Ph
1) nBuLi PhCH = N-CH(R)C02Me
par le butyllithium
-2b'
(7).
3396
Lorsque
R = Me un seul compose -2a est obtenu. Par contre lorsque R = Ph on obtient des 2 isomeres -2b (40 %) et -2b' (60 %). L'existence des deux isomeres resulte de
le melange
la difference
de configuration
pour -2a egalement) de l'un des groupes Cette attribution d'ethyle
esters,
ce qui implique
est confirmee
qui conduit
chimique
(et
une position
en cis d'un phenyl
vicinal
(8).
par un C02Et
de l'anion de l'imine -la sur l'a-bromoacrylate au compose -2a dans lequel le C02Me en 4 (6 OCH3 =
(sOCH2-CH3
a champ faible au methyle
-2a. F = 98" (ether-ether f&IN 'H (CDC13, 6 ppm)
2. En effet pour les deux isomeres
un seul signal a champ fort pour le methyle
par addition
quantitativement
3,42 ppm) est remplace placement
au niveau du carbone
le spectre de RMN lH presente
= 3,83 ppm) ce qui permet d'attribuer
le de-
de l'ester en 2 (6 0CH3 = 3,81 ppm).
de petrole).
: 1,41 (s, 3H, CH3) ; 2,46 (d, IH, C2, J = 11,l Hz) ; 3,18 (d, lH,
CH2, J = 11,l Hz) ; 3,42 (s, 3H, 0CAj-g 3,81 (s, 3H, 0CX3) ; 4,04 (s, lH, 3)
; 7,28 (m,
5H, Arti). RMN 13C (CDC13, 6 ppm)
: 35,19 (C,, J13CH = 142,6Hz) ; 45,29 (C,) ; 53,35 (C,, J13CH =
168 Hz) ; 62,49 (C,). Spectrometrie
de masse
: m/e = 275 (Mf), m/e = 216 (M-'C02Me)+.
: C15H17N04
-2b. F = 183" (CC14)
lH, -CH2, J = 12,3 Hz) ; 3,48 (s, 3H, 03) ; 3,63 (d, lH, CH2, J = 12,3 Hz) ; 3,73 (s, 3H, OCH3) ; 3,73 (s, lH, CH) ; 7,20 a 7,44 (m, lOH, Ari). RMN 13c : 35,58 (C,, J 13ii = 142,6Hz) ; 46,60 (C4) ; 55,29 (C,, J13CH = 177,8 Hz) ;
RMN 'H : 3,OD (d,
67,43 (C,). Spectrometrie (CloHgN02).
de masse
: C20HlgN04
Le spectre
"H.V. Scan"
qui est en faveur de la structure azetidine
entre les atomes
I
: m/e = 337 (MT) ; m/e = 278 (M-*C02Me)+, (9) pour le pit m/e = 175 montre bicyclique
et indique
la transition
la possibilite
1 et 2 d'une part et 3 et 4 d'autre
m/e = 175
de rupture
337-175 du cycle
part.
-2b'. F = 100' (CC14) RMN 'H
: 2,97 (d, lH, CH2, 3 = 11,7 Hz) ; 3,40 (s, 3H, 0fi3) ; 3,61 (d, lH, W2, J =
11,7 Hz) ; 3,64 (s, 3H, 0CH3) ; 3,87 (s, lH, CL) ; 7,2 ii7,8 (m, lOH, ArH). RMN 13C
: 38,45 (C,, J13C&-= 142,6 Hz) ; 45,lO (C,) ; 55,83 (C,, J13CH : 172,8 Hz) ; 67,19
(C,). Spectrometrie moleculaire
de masse
: m/e 305 (M-MeOH)t
a m/e = 337 est present
R&z&ion
lidines -3.
avec une tres faible
; m/e = 278 (M-'C02Me)+
; le pit
intensite.
thennique
Au reflux du toluene, late de methyle,
; (ClgH15N03)
en presence
les imines -la et
d'une quantite
stoechiometrique
lb conduisent quantitativement
d'a-bromoacry-
a la formation
des pyrro-
3399
Br PhCH = N - CH(R)C02Me BY-
+
@lT, PhCH = N - C(R)CO Me 2 II
Me02C/-
Me02C
A
toluene
’ R
H a.
+
Ph D
C0214e
I H 3a
la R = Me -3b
IbR=Ph Avec l'imine -la seul le compose -3a est forme (a la precision au melange relative
des carbones
determinee.
d'ester
4 et 5 est attribuee
Les caracteristiques
avec les structures
en raison de la presence
1 champ fort (8). La configuration
proposees
relative
3, la configuration
dans le spectre de RMN 'H
des carbones
de RMN 'H et l3C et de spectrometrie
pour les pyrrolidines
-3b'
de la RMN) et -lb conduit
des deux isomer-es -3b (66 %) et -3b' (34 X). Pour les pyrrolidines
d'un methyle
-
2 et 5 n'est pas
de masse sont en accord
3.
M&anisme La formation tion de l'anion nucleophile
des aza-1 bicyclo(Z,l,O)
de l'imine
sur l'alcene
intramoleculaire
pour donner
avec cyclisation
Br-
pentanes 2 peut Etre interpretee l'anion 4 qui elimine
de type 3-exo-tet
par une addi-
du bromure
(10) pour donner
par attaque
les bicycles -2.
1
Br .
Me02C/-
H‘=
N
Ph '
-
R
0
C(R)CO2Ele
C02Ne
L1i -4 L'existence vante
4 est confirm&e
par synthese
: les pyrrolidines -3b et 3b' traitees par le butyllithium
tion anionique 2,
de l'intennediaire
2
conduisent
majoritaire
d'une maniere
par reaction
thermique,
stereospecifique conduit
univoque
de la facon sui-
dans les conditions
aux bicycles
a -2b (minoritaire
de la reac-
correspondants.
par reaction
Ainsi
anionique)
et
2b' -3b' donne _. ConcZusion Cette nouvelle lecules de type comparable
methode
de synthese
=X-YH ainsi qu'a d'autres
a celle de l'a-bromoacrylate
est actuellement systemes
de methyle
insatures
etendue
a d'autres
presentant
et les proprietes
imines et mo-
une double
des bicycles
reactivite
sont etudiees.
3400
Nous remercions et le Centre
la D.G.R.S.T.
de Mesures
et des spectres
Physiques
pour une aide financier-e a l'un d'entre
de 1'0uest
pour l'enregistrement
des spectres
nous (B.F.) de RMN l3C
de masse.
References
(1) (2)
R. Grigg,
J. Kemp, G. Sheldrick
M. Joucla et J. Hamelin,
(3) T. Kauffmann,
Angew.
(4) S. Sinbandhit,
et J. Trotter,
Tetrahedron
Lett.,
Chem. Internat.
These de 3eme Cycle, Rennes,
et S.E. Earp, Tetrahedron
(6) La structure
N-phenylimino-2 1970, 103,
de la dimerisation
1978, 109.
1977.
Lett.,
aza-1 bicycle
1978, 2641.
(2,1,0) pentane
1908 pour la decomposition 1973, 95,
A. Pawda et al. J. Am. Chem. Sot.,
Chem. Comm.,
Ed., 1974, 627.
(5) J.M. Boniece
al. Chem. Ber.,
J.C.S.
1978, 2885.
de la phenylazirine
proposee
1954, qui a montre
possede
par H. Reimlinger
de vinylazides
la structure
a et@ infirmee
que le compose
diaza-1,3
bicycle
resultant (3,1,0)
hexene. (8) M. Joucla,
J. Hamelin
(9) R.G. Cooks
"Metastable
(10) J.E. Baldwin, (Received
J.C.S.
in France
et R. Carrie,
Bull. Sot. Chim.,
Ions", Plenum Press.,
Chem. Comm., 26 April 1981)
1976, 734.
1972.
1973, 3116 et references
et
par
citees.