Reaction des dicyanoepoxydes avec les reactifs binucleophiles azotes ou avec leurs halohydrates. Nouvelles syntheses en serie imidazole et imidazole condense

Reaction des dicyanoepoxydes avec les reactifs binucleophiles azotes ou avec leurs halohydrates. Nouvelles syntheses en serie imidazole et imidazole condense

XYD&s Avec LES REAcnFs cuNlJcLeaJl.uL~ moTEs REACTION DES DKYCW AYEC LEURS HALOHYDRATES. NDUVELLt!S SYNTHESES EN SERIFi IMDAZOLE ET IMIDAZOLE CONDENSE...

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XYD&s Avec LES REAcnFs cuNlJcLeaJl.uL~ moTEs REACTION DES DKYCW AYEC LEURS HALOHYDRATES. NDUVELLt!S SYNTHESES EN SERIFi IMDAZOLE ET IMIDAZOLE CONDENSE

J.L.

Croupe

GUINAMANT

et A. ROBERT

l

de Recherches de Chimle Structurale, Unite associke Universite de Renncs, 35042 Rennes, France.

(Rec&cd

in I+ance 12 Nom&r

au C.N.R.S.,

1885)

Ahtrxi

- Contrary to the reaction of gem dicyano epoxides with thiocarbonyl binucleophihc reagents, nitrogen binucleophilic reagents react in a first step with one nitrile group of the epoxides. The reaction leads to enaminoimidazoles. The two carbons of the epoxides act as potential electrophilic centers when these epoxides are reacted with halohydrates of nitrogen binucleophilic reagents. The reaction is a one pot selective synthesis of imidazoles and condensed imidazoles.

RbumC - Contrairemmt

a la reaction des gem drcyano epoxydes avec des reactifs binucleophiles thiocarbonyles, les reactifs binuclkphiles azotes s’additionnent sur I’un des groupes nitriles de I’dpoxyde. La reaction conduit H des enamino imidazoles. Les deux carbones du cycle des epoxydes se cornportent par contre comme des sites &ctrophiles potenticls vis a VIS de ces reactifs lorsqu’ils sont utilk sous forme d’halohydrate. La reaction conduit en une itape et de facon silective b de nombreux tmidazoles et imidazoles condenses.

Les reactifs avec (2)

9

fait

les

gem

des

dicyano

thiazoles

apparaitre

(schema

thiocarbonyles epoxydes

I pour (3,4,5)

mkoioniques que

les

deux

comme

carbones

la throurk,

donner ou des

les thioamides

des ammo-2 dithioles-I,3

du cycle

des

ou les dithiocarbamates reagissent (1) thiazolinones-4 , des hyaroxy-4 thiazoles (6). Le btlan de ces reactions mkoioniques

I

epoxydes

sont

des

sites

electrophiles

potentiels

I). Comme

les ipoxydes

1 sont

des materiaux

de depart

facilement

accessibles

(4)

et que les imi-

dazoles et imidazoles conden& ne sent actuellement obtenus que par un nombre limit& de mithodes (7,8,9,lO) . II nous a paru intiressanf d’itudier la reaction des reactifs binucleophiles azotis avec les epoxydes

1.

permettrait

Le

caractere

en effet

R\

/

de

reactif

d’imaginer

que

bklectrophile cette

reaction

potentiel pourrait

des

deux

carbones

constituer

une voie

du cycle d’accb

aux

CN

n/c~c\cN v

1 +

R’-

-1

-

!

-

0

II

CH-

C-CM

'C =N\

I

R’

l-4

NH 2

schinv

I - Exemple

de reaction

des &rives 1169

thiocarbonyl&

avec

les Cpoxydes

de

1.

I’ipoxyde

imidazoles.

1170

J. L. GutNAMANr et A. Rolarr

Reaction Les

dcs &oxydes

Cpoxydes

de N-ptinylbenzamtdine

La RMN

et

observie

attaque nyl-2.3 NH3

de

de

guanidine

reagissent

composes

reaction

des d&iv&

ambiante

guanidine

pour

&&lie

dans

avec

donner

2).

des

gunidhe

quamites

stoechiomitriques

les inamino-imidazoles

salt,

avec

nitriles

de l’epoxyde

en effet,

que

des

I’un des groupements

experimentale

que par

de

i

celle

respectivement

partrr

d&rite

les composes

la N-phenyl

rkactifs

nttrtles

2 et

le

3 risultent

benzamidine

nuclkophiles

des spectres

dans

basiques

schema I d’une

ou la diphe-

comme

OH-

ou

(1I) .

des Cpoxydes

1

Pi

I-

-

1

partie diffirente

II l st probable

thmcarbonyk.

On

la

fondamentalement

NH2 R

et awx k diphinyl-I,3

benzatnidine

temperature

est

est

Pun des groupements

(schema

bRf-N=c\

+

ces

La

tres facilement

/ ’

de

masse.

a partir

initiale

N-pltkyl la

RCHO.

structure

et

k i

ou de diphinyl-I.3

2 et 3 et un aldehyde

IR,

I aver

1 reagissent

RCHO

2

+

R’ =+,

1 R’ = C&,NH

RH N “C f i ppm) KD$N

+ CF,C02H)

A‘CG‘_r!l

/ C&l

2

l34,27

I ‘6%

143,30; I30,67;

134,66; I30,39;

l32,80; 128,19;

l31,59, 122,68

RMNisC(ippm) (U+cN

+

CF,yW

1

146.46; 144,113; 131,38; 130,39;

W&ma

Cette

2 - Reaction

nouvelle

voie

les composes

de cette

aux

du schema

reactions

des sites Clectrophiles

skrie I,

d’acces sont

aux

amino-4

des prkcurseurs

les deux

potenttels.

des amidines

carbon&

et des guanidines

cyano-5 importants

du cycle

132,36; l29,68;

avec

imidazoles des purmes

des epoxydes

131,81; 128,26

les epoxydes

1.

n’est pas sans (12) . Cependant,

ne se sont

inter&

puisque

contrairement

pas comportis

comme

1171

R44ktkmda~

Rktion&s&poxy&s1awxkshabhykatesde&ctifsbim&+&sazot& Dans cks imidazoles de retrouver

H cet

le cadre

d’un

condens&

(I’)

le caractire

effet

oppo&

Its

travail

ilectrophile gem

respectivement

les

i

dicyano

&poxydes

et

i

P&tuck

de &finir

des deux

du cycle

des amino-2

awns

Now

des

propriitCs

antiparasitaires

stratigie

qui permettrait

une nouvelle

carbones

aux halohydrates

et de la criatinrne.

ainsi

1. Nous awns

des Cpoxydes

de la benzylamino-2

pyridines,

obtenu

darts de bonnes conditions

: (1,2-a) pyridines

substituks

- imidazo

(1,2-a) pyridine

misoionique

- lmidazo

(1,2-a)

- hydroxy

imidazoles

-

la synttke

potentiel

de la N-ph&ylbenzamidine

pyridine,

reiatif

nous nous sommes efforces

imidazo

- imldazolidone

pyrimidines

substituke

substituks

substituis

(1,2-a)

4 Sa

6a

7a

imidazolinone

substituke

8afschCma

3).

OH

R\

CC’

I

c

,N.

N,HX

/

C’ 1

%“s

c6Hs 7a

R

ba

So ( R z pNO&t$) Sd&ma

4

3 - Reactions

des halohydrates

des rkactifs

binuclkophiles

azotks

avec

la

epoxydes

1.

s-dcrcanporbobtenu!5 Nous avons virifii presente selon

Ies

notre

m&ode.

s&s (tableau forme

par effet

I).

darts

contre

le

une

nujol. forme

la prkence

i

En oxc-2

d’un proton la plupart

la technique

IR,

pas de

solution qui

pyridine

l’tmidazo

darts est

privilkgike.

des composes

MIKE

sit&e

ne permet

carbonyle

chloroforme

fix& sur le carbone

carbonyle

= C6H5,

pyridine

R’

: H) qui avant ete

4 (R

= C6H5,

R’

dkrite(‘4)

= H)

p&par&

et de masse confirment la structure 4 de ces compo(15) attendu ces composes existent h l’etat solide sous une

bande

le

4 (R

(1,2-a)

RMN

ce qui etait

n’observe

en IR par une bande

de masse s&m

de

Les caractiristiques

puisqu’on

Comme &se

physiques

Conformement

hydroxy

pension

que l’imidazdl,2-a)

caractiristiques

Le

signal

substitui

mksoioniques,

dans le spectre

et

en

presence

observe

IR

en

RMN

par le groupement le composf!

h basse fkquence pas de choisir

entre

(1639

k

de ces composis

d’acide

l st

en sus-

trifluoroacbtique,

vers

6.20

ppm

traduit

c’est en

R. fortement

cm-‘).

les structures

colore

L’enregistremmt k

et 5b.

et se caracd’un spectre

1173

pClC$l,-

Ctl=N-

C6H5

1:

215,048 RC’C&\

Pf

c=c I /N C6H5

structure

I

(R

et

(1778

cm-l

forme

isomke

:

m,

4 - Spectre

ck

et

MIKE

kalcul&

43,0058)

de I’hydroxy-4

I’imidazolidincne

pCH3C6H4)

de masse.

43,005

Y

Sd6ma

1’6poxyde

HNCO1’

I

wfs

RMN

215,0501)

N

70

La

kalculce

avec

On

notera -1 1730 cm

le

(1.2-a)

L) qui

imidazolinone

bromhydrate

en particulier n’est

imidaxole

&

de c&atinine

en IR

la

compatible

78 fR = pCIC&14u)

obtenw est

prisence

&ablie

de deux

qu’avec

ia

i

partrr a partir

bander

structure

de

&

la

&action

des spectres

carbonyles et

permet

de IR,

coupl&s

de rejeter

la

8b. Me

Les

chforhydrates

d’amines

whalog&is

correspondants.

La

tide

du depart

mokule

suivie

formyle

formation

facon

analogue

formi

perd Le

+

-

en

des

de HCN

riactif

une

d’acide

binucl6ophile

que nous awns

N=C

imidazoles

admettant

une mol6cule

les condens&

1

avec

s’interprete

les gem par

puis d’une

dicyano

une ouverture &action

epoxydes imtiale

pour

donner

de I’Cpoxyde

de I’amine

avec

les amides par

I’hydra-

le groupement

cyano-

(22). La

g&e.

d’une

r6agissent

reaction

/

7a

ouverture

d’imidazoles initiale

cyanhydrique

azot6 dkrits

de

conden&

4,

1’6poxyde

par

pour dormer

r&git

avec

(s&ma

5).

cet

un nouvel

intermediaire

k,

6a

et &

,HX

R-

-

5 - Rktion

da

halohydrates

!”

_ C’ \

et conduit

de rkrctifs

CN

binuclkophiles

peut

I’hydracide. intermkiiaire

s’expliquer

L’intermkdiarre cyanoformyle

aux imidazoles

x

OnCN

NH2

\

Scl&oa

et

ou imidazo-

1

0

-

avec

la

ainsi a-halo-

I II k-Cl+Cc-CN

azotes

de

6poxydes

I.

1174

J. L. m

lst le

frxe

On

remarquera

la

sur

le

de

moins

carbone

basique

du

darts ces conditions, 7b ou 8b. lement

Cette

le site

Les des riactifs directe

l’epoxyde

ete

possible

en opposant tion

n’est

les deux

permet

dazoles

par

le

reactif suivie

pas sans mt&@t du cycle

retrouver

le

ces composes de preparer

et imidazoles

avec

mais

une

electrophile de divers

reactifs

de fyon

silectwe

I’halogene toujours

cyanoformyle.

le

On

qui protonne azote

qui site

obtient,

8a et non pas les isomeres

par le groupement

attaque

d’un

grcupe

de l’epoxyde

potentiel

aux halohydrates et

7a,

toujours

Cgalement

dans le milieu

avec

sont obtenus

plus des sites

en une &ape

C’est

groupement

6a,

imidazoles

ne sont

en effet

R.

5b, 6b,

prefirentiel-

le moins basique.

les gem dicyano Cpoxydes de facon differente (l-6) . La reaction n’est plus une ouverture

du cycle

des inamino

des epoxydes

caractbre

k,

ou ses d&iv&

ouverture

puisque

4,

exclusive

reagissent

nuclecphile d’une

C’est

le

d’un hydracide

une attaque

azotes

attaque

du type

que la thiour&

azote

carbons

de

tels

reaction.

le groupement

qui

la pt&ence

et permet

binucliophiles

par

axote

des composes

est IiCe i

le plus basique

binucleophile

La reaction mars

uniquement

de cette

substitue

binu&ophile

orientation

reactifs

s&ctivitC

I’epoxyde

reactif

thiccarbcnyles

de

le reactif

double

et A. Romw

nitrile

carbona

binucleophiles de nombreux

l’epoxyde

potentiels. du cycle

azotes. composes

Cette

par

d’un aldehyde.

darts de bcnnes

Clectrophiles

des deux

de

elimination

conditions II nous a

des &axydes nouvelle

de la &rie

reac-

des imi-

condenses.

PARTJE

EKPERJMENTALE

i 80 MHz avec un spectrographe Bruker ,WP 80 3 Les spectres &MN (‘HI sont enregistres les spectres de RMN f C) avec un spectrographe Bruker VP 80 DS. Les resultats sent donnes en 10 (ppm) par rapport au tCtramCthylsilane (reference interne). Les spectres de masse sont enregistris avec un spectromitre de masse Varian MAT 311, les spectres IR avec un spectromitre Perkin Elmer n’ 225. Les points de fusion sont pris a I’aide d’un bane Kofler ou d’une platine chauffante equip& d’un microscope. Imi&z&s

2

et 3

5 mmoles d’epoxyde 1 (I g) et 5 mmoles de N phenylbenzamidme (0.98 @ ou de dlptinyl I,3 guanidine (I,05 g) sent diuoutes darts 50 ml de ben&e anhydre. Apris 48 h de reaction, i temp&atu ambiante et sous agitation, I’imidazole 2 ou 3 est filtre et recristalli& dans de l’ethanol. Un spectre de RMN (CDCI J effectuC sur le residu obtenu apres evaporation du filtrat benzenique permet de carac&riser l’aldihyde RCHO qui se forme au tours de cette reaction. 2, F-i 244.C. Rdt180 96. IR (Nujol) 3379 cm-’ (F) ; 3303 cm-l (FJ ; 2134 cm-l (F) ; 2186 cm-l (FJ ; 1646 cm (m). RMN ( H) (CDCI + CF CO H) 7,20 - 7,70 (massif). RMN C (CDCI + C;3t’rrX#fl 2. Masse C H N (talc. 260,106l Les d&placements chimiques sont don I?* es dan 3 le2schCma 260,106). Analyse (talc. trouv&r)C (73,84 ; 73,83) ; H (4.61 ; 4,421 ; N f2/>4Lf22?,64). Le spectre MIKE de I’ion moleculaire en evrdence une fragmentation de I’ion mol&ulaire tible avec la structure 2 mais pas 2a.

NC

permet d’eliminer par perte directe

NH2

-7-r -

N\

N\ Cl&

Y

2a

‘6%

-H2N-CN

+. M

la forme isomire 2a puisqu’il met d’une molecule de H2N-CN compa-

-

C15H10N2

f talc.

218,084

; trouvic

218,084)

Ilkaction dediqul*xydf!4

1175

(F) ; Rdt 80 5%, IR (Nujol) ,3446 cm -’ (F) ; 3409 cm-’ 3, F = _7’5’, ) 7 00 - 7,80 (F) ; 2174 cm (F) ; 1621 cm (ml. RMN H (CDCI cF3codnt& dans le pr CF CO H). Les &placements chimiques des carbo IJ s l sont 275,115. Analyse kale. trouvCt)C (69,82 ; 69,591 ; ;$~2?5,1 I7 ; trouvke 9 -

3326 cm-’ (L) * 2185 cm-’ (massif) RMN 13C (CDCI s&ma 2 Masse C H %I+ H (4,72 ; ‘4.99) ; N’k’5!d5 ?

NHCbHS k

(l&al

hidaxo

pyridines

4

IO mmoles d’ipoxyde I et IO mmoles de chlorhydrate d’amino-2 pyrrdjne sont disscutes dans 60 ml d’acetonitrrle. Apr&s 4 heures d’bbullition, on ajoute au milieu reactionnel IO mmoles de triethylamme. L’imidazo (1,2-a) pyridine 4 qui precipite est filtrke, la&e a I’eau (2 x 20 ml) a I’acetone chaud (2 x 20 ml) et a I’ither (2 x 20 ml). Les caracteristiques physiques de ces imidazo (1,2-a) pyridines 4 sent regroup&s dans le tableau I. Les imidazo (1,2-a) pyridines 4 sont des composes fortement sent a une solution faiblement color&e en jaune et en milieu basique, de couleur rouge violet.

color&. En milieu acide, ils conduiils donnent une solution tris coloree

/ R’Dx N

T*

I -

Imld4zo

(12-d

pyrldims

4

\

OH

I?

LU

R

c6H5

pc1C6HI

H

s

H

H

H

Ii

H

9

CH3

CH3

250

255

280

252

280

280

274

280

268

50

52

52

55

42

50

53

49

2140793

244.0430

255JXbJ

224,0949

255p643

zB40301

258.0559

269p800

238,llM

214078

244,039

255,064

224,090

255,064

28&030

2!&056

269.079

238,110

63,831

61,17

7490

61,17

M,ZJ

65,OO

62,45

7560

6383

6184

75p5

61,Ll6

58.30

6488

62.20

75p3

dC.

479

3,70

3.55

5.39

3,55

3,lZ

4.28

4,ll

c71

3b7

3.47

5.36

342

3.32

427

%M

5,93

13J2

ll# 11,Yl

130

12.49

16.46

9.71

l(ls3

1UQ

11,75

1431

12.47

16.52

988

l&74

15,M

11&6

3362

3360

fsps

12,30

13.70

t,.

1W

12JM

1411

3360

3363

cm

(L)

3362

3364

6&J

420

3360

3359

3350

R’f”

6 W_RWl)b 6R

+

m B 8

6,964

7,1-86

(m,S*o

(mBH)

2&5wi)

2,7OWW

407

420

450

6po

49-&S

4XGw

7-&3

7,345

485-e

(W)

4e-w

(m,M)

(ml7w

407

2,27W+l)

l)

Forma

I-

hydroxy

(1J-d

b) Forms

pyridine

5,92

1496

cak.

54 6 fb"

Pw3C6H.

7w4

IR(N"joI~;

:

~02C6Hs

7427

tr.

VW

PC'C6H0

tr.

N X cdc.

x

”/ Et

cdc.

tr.

Cl

rnN02C6H4

Ii

6P

c s

pNQ2c6np pCH,C6H4

2JOww

(m,7H) 2,3w+l)

0x0.

fIlAoionlquc 5a

IO mmoles de N benzylamino-2 pyridine sont dissoutes dans 60 ml d’acetonitrile. Apres barbotage d’acide chlorhydrique gazeux (5 mmutes) on ajoute IO mmoles d’ipoxyde I (R = pN0 C H ) et I’ensemble est port6 i ebullition durant 4 heures. Apres retour a la temperature ambiante, ’ l’gd& tion de triethylamine fait pkipiter le derive mkoionique k. Ce precipite est la& h I’eau puis i Pa&tone chaud et enfin i I’ither.

J. Li GumAuNT

1176

a A. ROBQT

5a, F = 262T ; Rdt 60 96 ; IR (Nujol) 1639 cm-’ (F) ; RMN (CDCI + CF H N 0 M+’ talc. 3&l III’; 7.05 - 7,65 (m, 9H) ; 8,05 - 8,50 (m, OH). Masse C kale., tr.) C 69.56 ; 69,50 ; H 4,35 ; H 4,13 ; N 12,17~01i!,~8.3 3 Imibu, Dans - IO - IO - 10 B heures.

(l&al

pyTimidines

CO H) 5,17 tr! 345.11.

(s, 2H) ; Analyse

6a

50 ml d’a&tonitrile s&hi sur tamis mokulaire mmoles d’acide bromhydrique gazeux, mmoles d’amino-2 pyrimidine, mmoles d’kpoxyde 1.

on ajoute

successivement

d’azote , est maintenu qui se forme lst filtri

Le milieu riactionnel, pIa& sous atmosphire Le bromhydrate d’imidazo(l,2-a)pyrimidine 6a

:

sous agitation pendant et Ia& i l’acdtonitrile.

On ajoute 10 mmoles de trkthylamine a une suspension de bromhydrate d’imidazo (1,2-a) pyridine 6a dans 30 ml d’adtonitrile. La suspension est ensuite filtrk, la&e i I’eau, i l’adtone chaud et H l&her. Les caractkristiques Le bromoa&tate

compod d’&hyle

cks composk

6a (R I pN0,) et de Pat&no-f

6a sont rassemblkes

a Cgalement pyriiidine.

&k

dans le tableau

obtenu

h partir

II.

de la &action

du p-nitroph&yl-

NH2 PN?iCbH4\

,

CH-

C02EI

l

+

BP

‘,,‘,

~“02

6a

(22) I,43 g (5 mmoles) dh-bromo p.nitroph&ylac&ate d’kthyle et 0,$8 g (5 mmoles) tamino-2 pyrimidine sont port& i Cbullition darts 30 ml d’acktone pendant 5 heures. Apr&s addition de tridthylamiCe prkipitg prkente les mtmes ne (5 mmoles) I’imidaro (1,2-a) pyrimidine 6a (R : C H pN0 ) prkcipite. d (R = pN02C6H,,). caractkristiqws IR, RMN et point de fusion que le co P,&

TW

I

-

Imldmzo (1,2-a)

IR Nujd_, R

PC

pC’CsH4

Rdt

272

X

41

VC,,

f++

260

a,95

9,12

3X0 (L)

d-dMoubl( = sp Hz J HAnB 1 = 14 Hz pN02C6H,

a) cmgo96

2Kl

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Hy&oxy

54

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1

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l

2560596

256,059

ff 3c02H)

7a

IO-mmoles d’&oxyde dans 50 ml d’aktonitrile s&h& ptwke d’azote. Le prCcipitC qui isol& et ceractCris& sous forme

1 et 10 mmoles de bromhydrate de N-phin,ylbenzamidine vnt dissoutes 3tir tamis molkulaire. La solution est agit& pendant 2 heures sous atmosse forme est filtrC, IavC H I’acCtonitrile et a I’ither. Ces composks sent de bromhydrates (tableau Ill).

I177

Rdt



Rrn KDCI,

Mana

62

7-7b5

56

55

(m)

7-7,lO

+ CFf02H)

(ml

490-7.70 252

64

(m,

l&l)

7.15425

(In)

(% JH)

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512.1262

-72

326.1419

557,lllY

tr.

J12,125

JwJ86

326,lbl

557,111

M”

I,94 g (10 mmoles) de bromhydrate de criatinine et I,84 g (10 mmoles) d’&xyde I (R = pMeC sont mis en suspension dens 100 ml d:ac$onitrile. Apris 70 h d’agitation on filtre,C!,SO g de bromhydr de crCatinine n’ayant pas rCagi. Apres evaporation du solvant, on reprend 15. resldu par de l&her et le pr&ipitC forti at IavC par de l’&her (Rdt 70 %I. Masse C M calculee 243,1007, trouvCe 243,099. RMN (CDCI + CF CO 1 6 : 2,43 (s, H+I) de so ant la for e hymy lst obxrvk). IR @Jujol) vco 1800 cm It 3 ’

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 I1 12 13 I4 15 16 17 18 19 20 21 22

-

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