Le spectre ^H-RMN de © est résumé dans le tableau (23).
Tableau (23) : Spectre ^H-RMN de 0a 270 MHz. Solvant H6fûrenca Intome Concontrotlon Spuctre TMS 0.32 tk 1664 ibn) 0.006(0./?) 1 U.IJIUO) (Nôop) 1.302m 1 1.3161Ü.96) 4.4 tu (0.016 ppm) 1.560(0.31) 1 1.575(0,20) 1 1.533(1) i 1 526(0.96) 1.500(0.66) i 1.490(0.76) 1 1.452(0.25) 1.443(0.28) / 1.547 *8 1.479 ‘x 5.443 0) < ‘“ au 1B.3 tu (O.OBO ppm) l\ul 12.6 4.4 [l^uxl 0.4 b) . Au AB 16 i(2 (0.059 ppm) I^ab' , 12 4il-Sn 5.46410.2UJ $ 5.454(0.65) 1 5.440(0.73)1 5,446(1) 5.441(0.96) J S.43G10.76) » 5,431(0.64) 5,423(0.24) 4 aïomatlquoa 7.011 6 7.45G ’j.Ln H) 1764.6 1 IbûO.B N,044) 56.6 1 ‘.3.6 (1.U5Ü] Ijy-Sn H) 2.7
Une comparaison des spetres de résonance protonique à 60 MHz de et de son homologue deutérié © nous permettent de déterminer pour
^JH-Sn-CH2(Néop) de 2 Hz.
Un examen attentif du tableau ci-contre nous révèle un écart de l'ordre de 13% entre la valeur de calculée directement sur le système ABX (18,3 Hz) et celle obtenue par le traitement du système AB (16 Hz) résultant de la double irradiation du proton X. Rappelons qu'une pareille observation avait été soulignée pour le composé (voir page 24). Nous tenterons à présent de fournir une justi fication.
a) Valeurs calculées à partir des transitions AB du système ABX mentionnées dans le tableau. [5CH2(Néop.)].
b) Anisochronie calculée sur le système AB résultant de l'expérience de double irra diation du proton X du système ABX.
On considère généralement, et à tort, que le spectre obtenu lors d'une expérience de double irradiation est équivalent à un spectre où le couplage avec le noyau irradié (par le second champ radio-fréquences H2) est nul. Or, les spectres résultant d'un découplage de spin diffèrent du cas où seuls et Hq sont présents par le fait que le couplage n'est pas
entièrement supprimé et surtout que le champ H2 affecte l'entièreté du spectre. En effet, H2 est de 10 à 40 fois plus puissant que et produit un effet
sur les fréquences de résonances de tous les autres noyaux. Dans le cas d'un système AX, tous les signaux sont déplacés du point d'irradiation, v , par
où est la fréquence de résonance de A en l'absence de H2. Cette influence sur les fréquences est connue sous le nom d'effet de Bloch-Siegert
L'application de la relation (1) à notre cas particulier (ABX) permet de rendre compte, sinon quantitativement, du moins qualitativement, de l'effet observé (diminution de Av^g lors du découplage de spin). Une telle relation pour un système plus complexe n'a pas encore été établie.
Mais qu'en est-il au niveau de la grandeur de 1'anisochronie des signaux des méthyles néophyliques ?
On constate que la valeur de 4,4 Hz qui lui est associée en l'absence de H2 reste inchangée au cours du découplage de spin. Si l'on considère que les éloignements relatifs des absorptions des protons
méthyléniques (groupe néophyle) et méthyliques (groupe néophyle) par rapport au point d'irradiation (6^^) sont voisins, alors l'effet Bloch-Siegert des premiers (13%) rapporté aux seconds devient de l'ordre de grandeur de l'erreur expérimentale (± 0,5 Hz).
Une autre et dernière constatation singulière provient de la région des protons non-équivalents A et B lors de la double irradiation par H2 (intensité inconnue)^ du groupe méthyle sur étain. Nous calculons sur le système ABX, au cours de ce découplage de spin, une valeur de Av^g égale à 16 Hz [|J^0l = II96 Hz] ; soit une réduction identique à celle calculée lors de l'irradiation du proton X.
§
En raison de la plus faible différence de déplacements chimiques entre le point d'irradiation (méthyle sur étain) et les protons méthyléniques (A et B), nous devions observer une réduction de Av^g plus grande que 2,3 Hz (voir
effet Bloch-Siegert). Une explication peut être avancée en considérant qu'au cours de cette nouvelle expérience de découplage de spin (entre CHg-Sn-H), le champ H2 pratiqué est plus faible que celui utilisé précédemment.
Notons que l‘anisochronie des méthyles néophyliques [Av/r-u \ = 4,4 Hz] ^ -3a,2
reste également inchangée lors de cette expérience.
Tableau (24) : Spectre ^H-RMN de à 270 MHz SolvaiU Référence Ocmccntretion %)ectre n® •ms 0,31 K 161<l sqij(Sn) 0,009 Oléop) 1,302 (1) J 1,318 (0,99) Av(Cn^)^ 2 9,3 Hz (0,016 (fin) «qij (N6op) 1,41*3(0,28) ; l 490(0,87) ; 1,525(1) ; 1,572(0,28) '"'ad 16,0 llz (0,066 pjin) 12,8 l âTGO'âtiques 7,043 à 7,371 &8,0 i 55,4 U.047J
Les principales données du spectre ^^C-RMN de © sont regroupées dans le tableau (25).
à 22,63 MHz. Solvent '=e°8 Référence THS Concentration 0,43 Spectre n° K 16SO 1 «ÇHjCSnJ - 11.503 5CH^(Nfop) 32.365(1) 1 32.665(0.68) 11.6 Hz [0.520 ppm] fiCHjlNéop) 30.740 4C(fJéopl 37.024 à arometlquee 125.495 À 195.750 ’j(C-H)(CHjSnJ 130.2 126.5 V(Ç-H)(CHjJJéopl -^JCÇ-Sn-HXCHjSnJ 10,3
La comparaison des tableaux (26) et (27) nous indique que seule la résonance du carbone-13 de l'hydrure de t-butylnéophylphénylétain 0 révèle une anisochronie des groupes méthyles néophyliques.
Enfin, un détail non repris dans les tableaux (25) et (27) reste encore à être préciser c'est-à-dire la manifestation de couplages carbone-hydrogène. En résonance du pour le composé (2^ , on observe que chaque raie du quadruplet attribué aux méthyles du groupe tert-butyle se présente avec une multiplicité 5 [0,39 ; 0,75 ; 1 ; 0,75 ; 0,30] (la séparation entre deux raies
étant de 6,3 Hz). La même remarque s'applique pour les carbones des méthyles néophyliques de 0 (séparation : 5,0 Hz) et de © (séparation : 5,1 Hz). En ce qui concerne les signaux d'absorptions des carbones quaternaires néophyliques, on constate pour (2^ une multiplici té supérieure à 3
92
Tableau (26) : Spectre ^H-RMN de tableau (27) : Spectre ^^C-RMN de
à 270 MHz. à 22,63 MHz. Solvent Rdfârence Concentration Spectre TfIS 0,71 K 1114 «C^H3(tBu) 30.606 4C[tBu) 29,000 eCH^CNâop) 32,229(1) f 32,661(0.84) 1D.2 Hz (a,4S2 Bum] 6CH^(Néop) 29,775 6C(Néop) 37.340 2 aromatlquee 124,763 A 150,166 ’j(Ç-MUtBuI 123,3 ’j(Ç-H)[CH^iN«obJ 123,3 ’j(C-H)lCHj.NSoo) -Solvant R6/ôreoca TMS Concentration 0,26 Spectre n* K 0003 fiCM^it-euSft) 1.104 6CH,^N6op) —3 1.3S3 ICH-lNAop)—a 1,600(1J 1 1.607(0.62) «HtSnî 5.726 6 arometlquee 8,955 A 7,543 ’jlSn-H) 1686.6 1 1595,1 [1.045] ^J(Sn-CHj) 45,5 ^jcsa-c-cUjMtBuJ 70,7 1 67.2 (1.052) Tableau (28) : Spectre ^H-RMN de â 270 MHz. Solvant nAFArenco Concentration Spectre Tns 0.4U K 1660 6C)^ (Sn) 0,466(0,05) 1 U.40C(1) 4M (Sn) 6,306(0,40) 1 6,396(0,96) $ 6,404(1) | 6.413(0.40) 6 aroniatlques 7,074 A 7,984 ’j Cil-H) 1071.3 1 1788,1 il.04GJ ^JCSn-CHj) 59,2 1 56.0 UzÜ42) ^JCCIL-Sn-H) — 2,6 Tableau (29) Spectre ^'\-RMN de à 22,63 MHz. Solvant Ve Héfôrenco Ifis Coiicontratlofi 0,30 Spoctre n* K 1661 6CH3(Sn) 10,653 6 oromatlquee 136,739 A 206.BUS ’jCÇ-HI [CMjSnl 116,4 + + +
IV.5. PARTIE EXPERIMENTALE
Hydrure de méthylnéophylphényléta i n
i) Réduction asymétrique par LAH*
On ajoute goutte à goutte en une heure une solution de 0,57 g [3,2 mmole] de N-méthyléphédrine lévogyre {[alp -28,03° (2,61 ; MeOH)} dissous dans 15 ml d'éther anhydre à 2,5 ml d'une solution éthérée d'hydrure de lithium- aluminium [1,3 M ; 3,2 mmole]. Après avoir laissé sous agitation et sous atmosphère inerte d'argon pendant 30 minutes, on additionne en 30 minutes 0,78 g [6,4 mmole] de diméthyl-3,5 phénol dissous dans 5,5 ml d'éther. Deux heures plus tard, le complexe réducteur LAH* ainsi formé est placé dans un mélange glace-sel (-15°C). On ajoute ensuite en 90 minutes, une solution composée de 1 g [2,65 mmole] de chlorure de méthylnéophylphényl- étain O dans 1,5 ml d'éther. La température (-15°C) est maintenue
pendant encore deux-heures. Après une nuit [voir remarque (b)J à la tempéra ture ambiante, on introduit 9 mg d'hydroquinone à l'état solide et on
hydrolyse prudemment à l'aide de 6 ml d'une solution aqueuse à 20% de tartrate de Na-K. L'extraction de la phase aqueuse à l'éther se fait le plus rapidement possible et les différentes portions éthérées sont rassemblées et séchées sur MgSO^.
Le solvant chassé, on obtient 2,24 g d'un liquide avec une suspension solide (hydroquinone entre-autres). Le résidu est chromatografié sur Si02 avec pour commencer de l'EP 40 puis à l'aide d'un mélange EP 40-CgHg (7-3). On obtient en définitive 493 mg [54,8%] d'hydrure organostannique
CH3[C6H5(CH3)2CCH23CgH5SnH ; R^ : 0,44 (EP40) ^ : 1,2664 np° : 1,5778 Analyse : exp. 59,23% C ; 6,21% H cale. 59,18% C ; 6,38% H. ^Sn-H ■ ^ [bande large ; film NaCl]
Spectre UV : 2,7 10 ^ M (cyclohexane).
MA y
458 " '^^248 " ’ ^252 " ’ "^264 "
Spectre ORD : 5,57 g/100 ml de benzène (± 0,08°)
589 [+ 1,89°] ; 578 [+ 1,97°] ; 546 [+ 2,24°] ; 436 [+ 3,94°] ; 365 [+ 6,39°]
Spectre de masse monoisotopique n° 9328 [RMV, 70 eV]
120 [19,6 ; Sn^'^h ; 135 [14,3 ; MeSn^'^h ; 197 [31,9 ; PhSn^"^^] ; 212 [8,9 ;
MePhSn^'*’^ ; 213 [11,9 ; MePhSnH^"^^] ; 227 [0,8 ; Me2PhSn^'^4 ; 253 [1,7 ; NéopSn^'^4 275 [6,7 ; Ph2SnH^'^)] ; 289 [1 ; MePh2Sn^'^h; 331[2,9 ; PhNéopSnH^'^^];
345 [0,4 ; MePhNéopSn^^^]. Remarques :
D'autres expériences de ce type ont été reproduites
a) dans des conditions identiques avec un échantillon de N-méthyléphédrine dont [a]p - 27,5° [2,68 ; MeOH]. L'hydrure de triorganoétain présente un
[a]3g5 + 5,9° [8,04 ; CgHg]
b) à l'aide d'un troisième lot de N-méthyléphédrine dont [a]p - 28,5° [2,6 ; MeOH]. Cependant ici, la réaction de réduction asymétrique de l'halogénure organostannique O est maintenue pendant 2 heures à -20°C et seulement une heure à température ambiante.
On hydrolyse et le résidu obtenu après le traitement traditionnel est immédiatement chromatographié sur silice (EP40) avec une légère pression d'azote de façon à séparer le plus rapidement possible l'hydrure organo stannique des autres composantes du milieu réactionnel. En effet, nous constatons dans ces conditions où le temps de contact est réduit de façon considérable l'absence de 1'hexaorganodiétain
0
. La purification est dès lors plus rapide et plus aisée puisqu'il suffit de "percoler" l'hydrure organostannique sur SiO^ à l'aide d'EP40. De plus, le rendement chimique est nettement meilleur.R^^ : 67% à 79,3%.
94
Spectre ORD : c = 6,50 ; CgHg (± 0,08°)
95
Cette technique opératoire sera désormais celle utilisée dans la suite. c) Le rendement optique ne se trouve pas affecté si l'on travaille avec un
déficit en LAH* par rapport à RR'R"SnX. Si on utilise, par contre, un important excès (8 équivalents) du réactif chiral, le rendement chimique augmente de façon importante (93^) mais l'hydrure de triorganoétain qui en résulte est racémique.
d) L'influence du phénol auxiliaire sur le rendement optique relatif n'a pas été étudié de façon systématique. Il y a lieu de s'assurer au préalable que l'on pourra séparer l'hydrure de triorganoétain du phénol ou alcool utilisé (ce qui n'est point le cas du ditertiobutyl-2,6 phénol). Le
complexe chiral réducteur obtenu avec ce phénol encombré se présente sous la forme solide (dans l'éther à 23°C) et la réaction de réduction asymétri que s'est déroulée en phase hétérogène. La rotation optique de 0a
365 nm est de + 1,58° dans le benzène (le dosage du rapport phénol/R^SnH est effectué par RMN).
e) Nous avons examiné l'influence de l'eau sur le pouvoir rotatoire final de © lors de l'hydrolyse du milieu réactionnel. Au départ d'un même milieu réactionnel, nous avons traité une partie selon la méthode traditionnelle. On chasse l'éther de l'autre partie sous flux d'argon et on remplace ce solvant par de l'EP 40 sec avant de filtrer les sels. Le filtrat est alors déposé sur une colonne de silice ordinaire. Les valeurs des rotations optiques des deux échantillons sont identiques (écart maximum de 2%). f) Lors de la synthèse asymétrique du deutériure © dextrogyre, nous avons
ajouté l'halogénure © sur le complexe LAD* en quelques secondes.
CH3[CgH5(CH3)2CCH2]C6HgSnD : n^° : 1,5751
©
Sn-H [a] [a] 365 365 1310 cm’^ [bande large + 5,9° [5,97 + 10,7° [5,45 film NaCl] w n-C5Hi2]La valeur de + 5,9° est à comparer avec celle obtenue lors de l'addition lente de © sur LAD* : [01355 + 5,6° [5,44 ; CgH^j.
Spectre de masse nionoisotopique n° M 1760 [MS 902 S ; 70 eV]
120 [9.3 ; Sn^'^^j ; 121 [1,5 ; SnH^’^^] ; 122 [0,9 ; SnD('*'h ; 135 [7,7 ; MeSn^"^^ 197 [25,7 ; PhSn^"^^] ; 212 [10,4 ; MePhSn ; 214 [14,4 ; MePhSnD^'^^ ;
253 [0,4 ; NéopSn^'^^] ; 227 [1.3 ; Me2PhSn^‘^)] ; 276 [11,0 ; Ph2SnD^‘^^] ;
289 [1,4 ; MePh2Sn^'^^J ; 332 [14,9 ; PhNéopSnD^'^^] ; 345 [0,9 ; MePhNéopSn^'^^] ;
332 ---(229>î-^276.
g) Le dosage des solutions de LiAlH^/Et20 (filtrées) est effectué selon la technique de Felkin
+ + +
ii) Formation et réduction asymétrique(s) de menthoxy-organoétains diastéréo- isomères
On prélève 8,3 ml [15,8 mmole ; 20% excès] d'une solution 1,9 M de n-BuLi dans l'éther ; on l'additionne à 3,01 g [19,8 mmole ; 50% excès] de
(-)-Menthol -58° (c=10 -, EtOH) dissous dans 25 ml d'éther refroidi au préalable à 0°C. Après l'addition du réactif organolithié, on maintient l'agitation à la température ambiante pendant 30 minutes. Ensuite, on
refroidit à nouveau le milieu mais à -50°C [C02“acétone] et on ajoute lente ment (en une heure) une solution composée de 5 g [13,2 mmole] de et
de 25 ml d'éther. Après quoi, on laisse remonter progressivement la tempéra ture jusque vers -20°C et on substitue le bain réfrigérant par un mélange
glace-sel (-15°C) que l'on entretient deux heures durant. Finalement, on laisse remonter la température (+ 20°C) et on maintient l'agitation à température ambiante pendant une nuit. On filtre ensuite les menthoxyorganoétains diastéréoisomères dans une ampoule à égalisation de pression (toujours sous argon) et on l'additionne goutte à goutte à une suspension de 0,6 g [15,8 mmole] d'hydrure de lithium-aluminium dans 45 ml d'éther anhydre à -50°C. On reproduit alors les conditions de températures précédentes et on laisse une nuit à température ambiante. Avant de procéder à l'hydrolyse par 25 ml d'une solution aqueuse à 20% de tartrate de Na-K, on ajoute 39 mg d'hydroquinone à l'état solide.
Le résidu obtenu après le traitement habituel est chromatographie sur Si02 (300 g) avec pour éluant de l'EP 40. On modifie ensuite progressivement la nature de 1'éluant pour atteindre le mélange EPAO-C^H^ (7-3). Dans la première fraction, on isole 2,41 g [53,6%] de
le suivant : c = 7,89 ; CgHg.
589 [-0,51°] ; 578 [-0,55°] ; 546 [-0,57°] ; 436 [-0,66°] ; 365 [-0,70°] La deuxième fraction de chromatographie nous fournit 590 mg d'un liquide limpide mais beaucoup plus visqueux que la fraction précédente. Ces 590 mg de produit secondaire sont rechromatographiés sur Si02 ('^^ 60 g ; éluant : EP 40-50) ; on isole ainsi 3 autres produits :
44,8 mg [1%]^ de dont [a]^= 0, et les deux autres composantes
[44 mg et 11 mg] n'ont pas pu être identifiées. En spectrométrie de masse, on distingue des massifs ioniques à m/e très élevés ('^> 900).
Hydrure de tertio-butylnéophylphénylétain (S)