Synthese et ktude du rearrangement SR = NR des diazoles-1,3 : alkyl-1 alkylthio-2 (allylthio, arylthio, cycloalkylthio) imidazoles. Partie I. Synthese et etudes

physicochimiques

FucultP des Sciences et Techniques, Aix-M~~rseille I l l , Rue Henri PoincnrP - Suint Jkrbme, 13397, M(~rseille, France

Regu le 2 octobre 1978

JACKY KISTER, GEORGES ASSEF, GILBERT MILLE et JACQUES METZGER. Can. J. Chem. 57,813 (1979).

Nous avons ttudit la synthtse et le rtarrangement SR % NR de thiotthers des stries imi- dazoliques N- et S-substitutes (60 composts). Les etudes physicochimiques complktes des thiotthers, thiones, catalyseurs de rtarrangement et des tventuels produits d'hydrolyse onL Ctt effectutes, ainsi que l'ttude des cinttiques de rtarrangernent SR % NR a diverses temptra- tures. Ces rtsultats de rtarrangement et d'hydrolyse ont t t t comparts a ceux des alkyl-1 mtthylthio-2 A-2-imidazolines et alkyl-1 mtthylthio-2 A-2-tttrahydropyrimidines. Les effets tlectroniques et sttriques sont discutts. Dans cette premiere partie nous prtsentons unique- ment l'aspect synthttique et les rtsultats des ttudes physicochimiques.

JACKY KISTER, GEORGES ASSEF, GILBERT MILLE, and JACQUES METZGER. Can. J. Chem. 57,813 (1979).

The synthesis and the SR % NR rearrangement of thioethers in the N- and S-substituted imidazolic series have been studied (60 compounds). The physicochemical studies of the thioethers and mercapto compounds, catalysts of the rearrangement, and of the eventual hydrolysis products have been carried out and the kinetics of rearrangement have been examined at several temperatures. The rearrangement and hydrolysis results are compared with those of 1-alkyl-2-methylthio-A-2-imidazolines and 1-alkyl-2-methylthio-A-2-tetrahydro- pyrimidines and the electronic and steric effects are discussed. In this first part the synthetic aspect and physicochemicals results are presented.

Introduction lR

Dans le cadre d'une Ctude gCnCrale sur un procCdC photographique non argentique a haute rksolution (1-3), nous avons rCcemment rapport6 la prCpara- tion et l'ktude du rtarrangement SR % NR des mkthyl-1 mkthylthio-2 imidazole, imidazoline et tCtrahydropyrimidine et des rkactions secondaires s'y rattachant (2-5).

Alkyl-1 methylthio-2 A-2-imidazoline (C,)

- Plusieurs ktudes concernant des thiokthers de

Alkyl-1 methylthio-2 A-2-tetrahydropyrimidine (C,) sCries azahCtCrocycliques montrent que le taux de SR NR (conlnle la quaternisation FIG. 1. Les series imidazolinique et tetrahydropyrimidinique.

des thio~thers) est notablement inflienck par la nature de I'hCtCrocycle et sa substitution (6-13). Dans cette optique nous nous sommes intiressts dans un premier temps A l'influence de la N-substitution sur le rkarrangement de composts des skries ap- varues comme les vlus rCactives dks 1974 (2): les .. , sCries imidazolinique et tCtrahydrovyrimidiniaue - A -

(3, 7, 14) (fig. 1) Cependant l'existence de reactions parasites

genantes pour le prockdC photographique (2) et provoquant soit un rearrangement parallde, soit une

'Laboratoire de Chimie Moleculaire et de Petroleochimie; Contrat DRME 771003.

Tentre de Spectroscopie Moleculaire.

dCgradation du cycle, a orient6 nos travaux vers des stries moins rapides a priori, mais prksentant l'avan- tage de ne pas &re le si6ge de rCactions secondaires importantes (2).

Ainsi il nous a semblC intkressant d'entreprendre la synthkse et 1'Ctude du rkarrangement de thiokthers imidazoliques N- et S-substituks, ainsi que de divers composCs substituks en position 4 et 5 (3, 7). Les composCs 5, 6 et 7 (fig. 2) sont donc susceptibles de prCsenter des diffkrences intkressantes avec leurs homologues mkthylCs en position 1 et 2 et leurs homologues des sCries saturkes a cinq ou six chainons.

L'analyse des rCsultats des rCactions de rearrange-

0008-40421791070813-09$01 .OO/O e l 9 7 9 National Research Council of CanadalConseil national de recherches du Canada

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814 CAN. J . CHEM. VOL. 57, 1979

10 11 12 R, = H, Me, Et, iPr, tBu, C,H,, nBu R, = H, Me, Et, iPr, nPr, nBu, Benzyl, Cyclopentyl,

Allyl, Acetonyl, Dodecyl % = R , = H , M e

FIG. 2. Les composes imidazoliques N- et S-substitues et les divers composes substitues en position 4 e t 5 .

ment SR % NR nous a permis de comparer les effets de cycle et de substitution pour ces stries htttro- cycliques de type diazole-1,3 et diazine-1,3 (14b). Une ttude plus gtntrale des relations qui existent entre le taux de rtarrangement et le pK, des thiotthers est mente sur des composts htttrocycliques benzo- condensts, aromatiques ou saturts B cinq ou six chainons (fig. 3) et permet une analyse cohtrente des effets structuraux, effets de cycle, de champ, de sub- stitution (3). Cette gtntralisation fera l'objet d'un mtmoire indtpendant (1 5).

Synthese des thioe'thers 5, 6 et 7 La synthbse de ces thiotthers procbde soit par

alkylation des thiones 1 et 2 suivie d'une neutralisa- tion de l'iodhydrate 3 et 4 (schtma I), soit par une rtaction de catalyse polyphasique mente sur ces thiones (schtma 2). Nous avons donc t t t aments B synthttiser initialement des thiones de type 1 et 2.

Synthbe des thiones de type 1 et 2 La synthbse des alkyl-1 A-4-imidazolinethiones-2

substitutes ou non en position 4 et 5 est beaucoup plus complexe que celle de leurs homologues en stries imidazolinique et tttrahydropyrimidinique (14).

(a) Ces composts sont accessibles par chauffage d'a-hydroxycttones ou a-hydroxyaldthydes et de thiourtes convenablement substitutes (16-21) (schtma 3). Cette mtthode a ttk appliquke pour la thione 2 (R, = R, = R, = Me) conduisant au trimtthyl-1,4,5 mtthylthio-2 imidazole et trimtthyl- 1,4,5 isopropylthio-2 imidazole. Rtcemment Les- pagnol et al. (22) a prtpart les alkyl-4 (5) A-4-imida- zolinethiones-2, par la mtthode de synthbse qui con- siste B faire rtagir, comme l'avaient fait Posner et coll. (23), des a-aminocttones ou a-aminoaldthydes sur des dtrivts de l'acide thiocyanique.

(b) Les composts de type alkyl-1 A-4-imidazoline- thiones-2 non substitutes en position 4 et 5 peuvent etre obtenus par rtaction d'un isothiocyanate d'al- kyle (tthyle, phtnyle) sur l'aminoacktaldthyde

NaOH

SCHEMA 1

ditthylacttal, selon la mtthode de Wohl et Marck- wald (24-26) (schtma 4), ou par la mtthode de Jones

cX&y. 0 ; b y . QYR et Kovtunovskaya (27, 28) par action du thiocyanate

N de potassium et de l'acide chlorhydrique sur les

R1 P1 Y1 I

X = N , S , O Y = S , O R = Alkyl, Aryl, Allyl, Acetonyl, Dodecyl I

FIG. 3. Les composes heterocycliques benzocondenses, aro- H matique ou satures. SCHEMA 2

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KISTER ET AL.: I 815

OEt NR n E t O l 'C=S

(E~O),CHCH,NH, S=C=N-R U -+ +/ NH?

N-alkylaminoacCtaldChyde diethylacetals (tthyle, iso- propyle, tertiobutyle) prtctdemment synthttists par action d'amines primaires sur les bromoacttaldt- hyde diCthylacttals (27, 29-32) (schtma 5 et synthese des intermtdiaires). La mithode de Wohl et Marck- wald est directement utilisable pour les seuls iso- thiocyanates commerciaux substituts par un groupe- ment tthyle ou phtnyle. La synth2se du phinylami- noacttaldthyde ditthylacttal ayant CchouCe nous avons synthCtisC directement la phtnyl-1 A-4-imida- zolinethione-2 par cette mCthode.

RNH, + BrCH2CH(OEt)2 + RNHCH,CH(OEt),, HBr

RNHCH2CH(OEt), + KSCN

En 1932, Easson et Pyman (33) ont utilisi une variante de la rtaction prCcCdente, comportant une Ctape supplkmentaire. 11s prtparaient d'abord un acttylcarbamide qui rtagissait ensuite sur une alkyl- amine pour donner un ditthylacttal d'aldthyde a-isothiocyanate.

OEt NHR

[A =

D'autres auteurs (34) ont utilisC la mCthode de Easson et Pyman (33) en priparant d'abord 1'acCtal de I'aldthyde a-isothiocyanate par action de l'amino- acttaldChyde diCthylacCta1 sur le sulfure de carbone, suivant le schCma 7.

Nous citerons B titre d'exemple la mCthode utilisant des intermtdiaires ayant un groupe carboxy- late en position 5, mtthode surtout dCveloppte par Jones (35). Le micanisme de cette rtaction est donne par le schtma 8. I1 existe encore diverses autres mithodes moins utilisCes (21, 36-39).

COR NaOCH, I

RNCH2C02CH3 + HC02CH3 - RNCC02CH3 I

COR II CHONa

'H \(I) NaOH

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816 CAN. J . CHEM. VOL. 57, 1979

Synthgse des thioe'thers 5, 6 et 7 (a) Par quaternisation B froid avec l'iodure de

mCthyle dans I'acCtone anhydre, nous isolons les iodhydrates 3 et 4 qui conduisent aux thiokthers par dCprotonation basique dans des conditions analogues a celles dtcrites pour les alkyl-1 mkthylthio-2 A-2- imidazolines et A-2-tCtrahydropyrimidines (14). Seuls les iodhydrates 3 ont CtC isolCs et ttudits. Les iod- hydrates 4 n'ont pas CtC isolCs, la rCaction en deux Ctapes ayant lieu dans le meme ballon.

(b) Malgre' une optimisation powse'e des synthlses intermtdiaires, nous prCfCrons B ce schCma en deux Ctapes (rendement global >70%), la technique de catalyse interfaciale (ctp) (40). Outre le gain de temps puisque la synthkse est rCalisCe en une Ctape, s'ajoute aussi un gain de puretC puisque le produit S-alkylC est obtenu de manikre univoque sans rCactivitC de l'atome d'azote (schCma 2). Ce point de vue doit cependant etre complCtC, par le fait que la rCaction de S-alkylation est univoque en sCrie aromatique, tandis qu'en sCrie saturCe, la S-alkylation est accom- pagn6e d'environ 5% de N-alkylation. Cette rCacti- vitC particulilre de l'anion ambident NCS a CtC vCrifiCe sur les A-4-thiazolinethiones-2 et A-4-imi- dazolinethiones-2 (41-42). Les rendements obtenus sont plus faibles quand on utilise des haloginures d'alkyle B longue chaine (40). La mCthode peut utiliser des bromures ou chlorures d'alkyle, les iodures conduisant a une inhibition du catalyseur.

Indiquons schtmatiquement le principe de la catalyse par transfert de phase qui est appliquke ici: un systlme biphasique, contenant une solution aqueuse d'un hydroxyde d'ammonium quaternaire (obtenu in situ par rtaction d'un sel d'ammonium quaternaire avec une solution de soude concentrCe) et une solution organique d'agent alkylant (halo-

f 7 = s \ /

gCnure d'alkyle) et de substrat (NH ), est mis en rCaction par agitation et chauffage (40-45). En fin de &action, le mClange rCactionnel est refroidi et laissC au repos. La phase organique contenant le produit attendu est alors sCparCe puis traitCe de manilre conventionnelle.

Le choix du solvant de la rCaction et du sel quater- naire catalyseur a CtC effectuC lors d'Ctudes an- tCrieures menCes sur la N-alkylation des imidazoles et pyrazoles (43). Le solvant doit favoriser au maxi- mum l'extraction de l'esplce NR,' OH-, ne pas Etre rCactif et permettre les conditions de temptra- ture et de solubilitC des rkactifs. Le benz6ne est le plus souvent utilisC. Le syst6me biphasique Ctant iixC, le catalyseur utilisk est le bromure de tCtra- butylammonium (commercial) a la concentration de 4% en mole par mole de substrat.

La catalyse interfaciale apparait donc dans notre

cas comme une mCthode de choix pour l'obtention de dCrivCs N,S-alkylCs, B partir de thiones ayant un ou plusieurs hydroglnes mobiles, permettant la for- mation d'anions ambidents N-C-0 ou N-C-S. Dans le cas de la A-4-imidazolinethione-2 non sub- stituCe, deux protons mobiles sont presents dans la molCcule et l'on peut obtenir des N,S-alkylation~.~ La A-4-imidazolinethione-2 Ctant comn~erciale, l'on juge bien de I'intCrCt de ces N,S-alkylations qui font Cviter les synthkses dClicates des alkyl-1 A-4-imi- dazolinethiones-2. Cette technique a Ctk appliquCe a la synthlse du trimithyl-1,4,5 mithylthio-2 imi- dazole B partir de la trimithyl-1,4,5 A-4-imida- zolinethione-2.

I

ctp I ~ S R + ZHX [ S + 2RX - [z, I

Par contre la catalyse par transfert de phase n'est pas utilisable quand on veut fixer en position 2 un groupe acktonyle. En prCsence de soude, la rCaction de Darzens avec la c11loroacCtone devient prCpondC- rante (46, 47); nous avons synthttisk le mCthyl-1 acCtonylthio-2 imidazole en deux Ctapes par le mode de synth6se classique (48). Cependant ces substrats intCressants par le gain de rkarrangenient en phase liquide ne seront pas utilisables en phase adsorbke (support solide du procCdC photographique) du fait d'une complexation parasite du groupenlent acCtonyle provoquant une diminution notable du taux de rkarrangement.

Les conditions de rCaction et caracttristiques physiques et physicochimiques des composts 1-7 sont rassemblies dans les tableaux 1-3. La synthese des intermkdiaires est donnCe dans la partie expCri- mentale.

Synthise des catalyseurs et thiones de rkarrangement La rCaction de rkarrangement que nous Ctudions

est une rCaction autocatalytique ionique contr6lable thermiquement et dont le schtma gCnCral (schCma 10) est le suivant.

Nous avons donc synthCtisC et purifiC les cataly- seurs utilids: les sels quaternaires 9. La synthlse correspond toujours a une alkylation par l'iodure de

3J. Kister. Travaux non publiCs.

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TABLEAU 1. Caracttristiques physiques et physicochimiques des composts 1 et 2

Rr ComposCs (ccm, SO2 , uv ir (solide)? v (cm-')

rdt CHC1,-MeOH (EtOH) rmn 'H (acetone-d,) No RI Rz R4R5 (%I pf PC) 90: 10) h,,,(nm) 6 (ppm) (nombre de protons) v(NH) 6(NH) v(C=C)

*Spectre enregistre dans CDCI,. tLes intensites des bandes infrarouges sont indiquees par les lettres m, moyenne; F, forte.

TABLEAU 2. Caracttristiques physiques et physicochimiques des composts 3 et 4

ir (solide)* v(cm-1) Composts uv

rdt pf (EtOH) + + + No RI Rz R4R5 (73 ("C) Amax (nm) rmn (CDCI,) 6 (ppm) (nombre de protons) 6(NH) v(C=C) v(C=N)

3 H Me H 75 167 218-253 8.85(2) 7.62(2) 2.99(3)t 2950F 1451m 1584F 1483m Me Me H 99 150 220-253 6.78(2) 3.81(3) 2.71(3) 2985F 1465e 1575F 1486F Et Me H 92 170 220-253 7.39(2) 4.20(2) 3.02(3) 1 .50(3) 2990F 1463f 1572m 1480F iPr Me H 93 190 219-252 7.50(1) 7.40(1) 4.55(1) 3.05(3) 1.55(6) 2998F 1468m 1575m 1457F tBu Me H 93 210 220-253 7.45(1) 7.30(1) 3.10(3) 1.72(9) 3048F 1462e 1570F 1469F Ph Me H 52 162 219-261 7.70-7.45(7) 3.02(3) 2960F 1454e 1573m 1472m

4 Me At t H 90 178 220-278 7.60(2) 5.0(2) 4.0(1) 2.50(3) 1.60(3) - - - - -

*Les intensitb des bandes infrarouges sont indiquees par les lettres F, forte; m, moyenne; f, faible; e, epaulement ?Spectre enregistre dans acetone-d,. fAt = ac6tonyl.

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TABLEAU 3. Caracttristiques physiques et physicochimiques des composts 5, 6 et 7 ?? w

Rr (ccm, SiOJ

Compos6s CHC1,- CsH6- ir (so1ide)t v(cm-l) - rdt pf ou p6 MeOH AcEt uv (EtOH) --

NO RI R2 R4R5 (%) PC) 90:lO 80:20 h,,, (nm) rmn 'H (CDClJ G (ppm) (nombre de protons)* v(=CH) v(C=N) et v(C=C)

137 4810.5 Torr 6211.3 Torr 7010.7 Torr 60 9510.15 Torr

9010.05 Torr 6310.05 Torr 6811 .5 Torr 8011 .5 Torr 110/0.1 Torr 8510.08 Torr 8710.08 Torr 10412 Torr Non distill6

Non distill6 7510.6 Torr

NOTE: Ph, ph6nyl; Bz, benzyl; Cp, cyclopentyl; Al, allyl; At, acetonyl; Dd, dodCcyl. *Les nombres entre crochets indiquent les protons du substituant lie a l'atome de soufre. tLes intensites des bandes infrarouges sont indiqu6es par les lettres: f, faible; m, moyenne; F, forte; e, Cpaulement. $Spectre enregistre dans DMSO-d6. §Spectre enregistre a l'6tat liquide.

TABLEAU 4. Caracttristiques physiques et physicochimiques des composCs 8

Compos6s ir (solide): v(cm-l) - rdt pf uv (EtOH) 'Hmr (CDClJ G (ppm) --

No R 1 R.2 R4R5 (Z) ?C) h,,, (nm) (nombre de protons) v(=CH) v(C=C) v ( C N )

*Les intensitb des bandes infrarouges sont indiqu6es par les lettres: f, faible; m, moyenne; F, forte; FF, tres forte. ?Spectre enregist16 dans DMSO-dB. $Spectre enregistre a I'Ctat liquide. §Spectre enregistre dans CH2C12.

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KISTER ET AL.: I 819

mtthyle, la quaternisation se faisant sur l'azote N, et non sur le soufre exocyclique. Lorsque la quater- nisation est trop lente B tempirature ambiante, les catalyseurs sont obtenus par fusion du thioither et d'un net exds d'iodure de mCthyle sans solvant, puis recristallisCs dans l'tthanol et parfaitement stchis. Les caractiristiques physiques et physicochimiques des sels 9 et 10 sont rassamblCes dans le tableau 5.

De la mCme f a ~ o n certaines thiones de type 8 ont CtC isoltes directement par rtaction de rtarrangement des thiotthers. Les caractiristiques physiques et physicochimiques sont rassembltes dans le tableau 4.

D'une f a ~ o n gtntrale, les ttudes de spectromttrie ultraviolette (49), infrarouge (50) et de risonance magnttique nucltaire du carbone-13 (51) ont fait l'objet de mtmoires indkpendants. L'Ctude des rtac- tions de rearrangement SR %= NR et l'analyse des effets structuraux fera I'objet de la seconde partie de ce mCmoire (14b). Les effets de substitution sur l'azote N,, le soufre S, et en position 4 et 5 seront discutCs ainsi que les effets de temptrature et de catalyseur.

Dans l'analyse des rCsultats nous ttudierons les relations pK,/rCarrangement pour les thioithers de la sCrie C, imidazolique et nous les comparerons a ceux dCjB exposCs des sCries C, imidazolinique et C , tttrahydropyrimidinique. Les diverses reactions para- sites, issues de l'hydrolyse des thioCthers (rtarrange- ment parasite et rtactions de dkgradations) seront CtudiCes.

Les points de fusion ont ete determines au banc Kofler. Les spectres rmn du 'H ont t t t enregistrts sur des appareils du type Varian HA 100 et JEOL C 60 H. Sauf indications con- traires, les spectres ont ett enregistrts dans le chloroforme deuttrit une concentration de 10% avec le tetramtthylsilane comme rtference interne. Les deplacements chimiques sont donnes en ppm par rapport au TMS (s, singulet; d, doublet; t, triplet; q, quadruplet; qd, quadruplet dedoublk; m, multi- plet). Les spectres infrarouges ont etd enregistrts a l'ttat solide entre 4000 et 400 cm-I sous forme de pastille KBr ou K I I'aide d'un spectrographe Perkin-Elmer modkle 225. Les echantillons liquides ont ete etudits sous une tpaisseur de 15 1 dans des cellules scellees a lame de bromure de potassium. Les spectres ultraviolets ont CtC enregistrts dans I'tthanol sur un spectrophotomktre Cary 14.

Synthdse des intermediaires Synthsse d'alkyl-1 arninoacttaldthyde diithylacttal Les aminoac6taldChydes N-substituts sont obtenus en

chauffant en ampoule scellCe a haute temperature pendant 24 h un chloro- ou un bromoacCtald6hyde ditthylacktal avec un excts d'amine primaire. Comme l'ont dkrit dkja Knorr (29) et Paal et Gember (30), ainsi que d'autres auteurs (27, 31, 32), il se forme d'abord un bromhydrate qui sera libere par une solution de potasse a 50%. Les aminoacCtaldBhyde di6thylack- tals sont ensuite distilles avant leur utilisation ulttrieure en vue de l'obtention des alkyl-1 A-4-imidazolinethiones-2 (C,) . Le mecanisme est dtcrit par le schema 11.

- C. w ? - - -

N W -

m m c . . . - - - - w m - N -ill

0 Z F 8 . . . . ~ m m m

ZEE8 m w w w w - - - N'4 d 4 h h h h

ECNC O O W O - - - - . . . . s l m m m

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820 CAN. J . CHEM. VOL. 57, 1979

RNH, + BrCH,CH(OEt), ---+ RNHCH2CH(OEt),, HBr

A

A + KOH -+ RNHCH,CH(OEt), + KBr + H,O

Prtparation du N-tthylaminoacttaldthyde ditthylacttal (27, 29, 30, 32, 36)

L'ethylamine ayant une temperature d'ebullition de 16°C on prendra soin de tremper les ampoules dans une solution d'acCtone-carboglace. Dans une ampoule prtalablement re- froidie, on place 0.2 mol (40 g) de bromoacttaldehyde diethylacttal et tres rapidement I'aide d'une seringue on ajoute 0.6 mol (27 g) d'ethylamine. L'ampoule est rapidement scellee et placee ensuite dans une gaine mttallique que l'on met dans une etuve thermostatke a 140°C pendant 24 h. Souvent le produit cristallise sur les parois de I'ampoule. On ajoute ensuite 70 cm3 d'une solution de potasse a 50%. On filtre le bromure de potassium forme, dtcante et recupere la phase organique. L'exces d'amine dans le cas de la tertiobutyl et isopropylamine est distill6 sous pression reduite puis on distille l'alkyl aminoacetaldehyde dikthylacttal. Par une voie analogue nous avons synthitise les substrats suivants.

a b c d e

dement 507,; DC 90°C/20 Torr: rmn 'H: a 1.10 (0, b 2.60 (ci), . . . . . d 2.65 (d), 'e 4:55 (t), f 3.60 (qd), g 1.20 (t).

a b c d e f Compost 1 (CH3CHzN(CHzCH(OCHzCHj)z)z)-Ren-

dement 10%; pC 160"C/20 Torr; rmn 'H (CDC13/TMS): a 1.05 (t), b 2.60 (q), d 4.50 (t), c 2.63 (d), e 2.60 (qd), f 1.19 (t).

a b c d e

dement 80%, pC 88"C/21 Torr; rmn 'H (CDClJTMS): a 1.03 (d), b 2.72 (s), d 2.65 (d), e 4.52 (t), f 3.60 (qd), g 1.20 (t).

a b c d Compost 4 ((CH3)3NHCH2CH(OC~,Cf,3)2 )-Rende-

ment 8 0 z ; pC 193"C/760 Torr; rmn 'H (CDC13/TMS): a 1.10 (s), d 4.55 (t), c 2.65 (d), e 3.60 (qd), f 1.20 (t).

Remarques Contrairement aux auteurs prktdents (26-32), lors de la

distillation du N-CthylaminoacCtaldehyde diethylacetal, nous avons isole un sous produit (2) ayant une temptrature d'Cbul- lition de 160°C/20 Torr, 25% a cBtC du produit attendu qui bout A 90°C/20 Torr (1).

La spectrometric de masse et la resonance magnetique nuclCaire du proton nous ont permis de determiner la struc- ture de ce sous produit:

Ce sous produit n'a pas Ctt obtenu lors de la synthese de I'isopropyl et du tert-butylaminoacttaldehyde diCthylacCta1 a cause de la gene sterique qui interdit la double condensation.

Une experience supplCmentaire d'optimisation de cette etape de synthtse a kt15 effectuCe en utilisant un rapport 5: 1 d'amine - bromoacCtaldehyde diethylacCtal au lieu du rapport 3: 1 de l'exptrience prkedente. Ainsi nous avons obtenu le produit B (schema 11) avec quelques traces de C.

Par la mCme mtthode, nous avons tente de synthktiser le

phtnylaminoacetaldehyde diithylacttal. A plusieurs reprises les ampoules scellCes ont explosC. Etant moins nuclCophile que ses homologues aliphatiques, I'aniline rtagit moins bien sur le bromoacCtaldChyde. Ce dernier (PC 5OoC/760 Torr) se trouve tres rapidement a 140°C dans l'ampoule avant mCme de rCagir sur I'amine, il se crCe une forte surpression suivie d'explosion. Par contre les amines aliphatiques Ctant tres rtactives, le bromoacetaldChyde a deja rCagi sur I'amine avant m&me que l'ampoule ait atteint 140°C.

Nous avons enfin effectut la reaction en autoclave sous pression a diverses temperatures: nous n'avons recueilli que des goudrons dont I'analyse par chromatographie en couche mince a dCcelt quelques traces du produit B (schema 11). Ce mode experimental, inexploitable dans ce cas, nous a oblige 2 rechercher une autre voie de synthese. Nous avons donc effec- tue la synthese directe de la phtnyl-1 A-4-imidazolinethione-2 par la mCthode de Wohl et Marckwald, I'tthyl et le phenyl isothiocyanate Ctant commerciaux (Fluka A.6).

Synthdse de la phtnyl-1 A-4-imidazolinethione-2 Dans un rCacteur mini d'un vibreur et d'un refrigerant on

place 0.75 rnol (100 g) d'aminoacetaldthyde diCthylacCtal, on ajoute goutte a goutte 0.83 (100 cm3) de phCnyl isothio- cyanate en 20 min. Un prkipite blanc se forme et la tempera- ture du reacteur passe de 50 a 80°C en fin d'addition. On ajoute 300 cm3 d'kthanol et on laisse 2 H a reflux. Le rende- ment brut aprts filtration et sCchage est de 80%.

Synthdse de la tert-butyl-1 A-4-imidazolinethione-2 Dans un rCacteur de 1 L muni d'un vibreur et d'un refrigk-

rant ascendant, on place 0.40 mol(75.6 g) de N-tert-butylami- noacetaldehyde diCthylacetal en solution dans 400 cm3 d'alcool absolu. On ajoute 0.48 mol(48 g) de thiocyanate de potassium et 200 cm3 d'acide chlorhydrique 2 N. Le melange rkactionnel est mis a reflux pendant une nuit. On Cvapore ensuite le solvant et rtcuptre le residu solide. On le solubilise dans une solution de soude diluke, le traite avec du charbon actif pendant 30 min a reflux. On filtre le charbon, reprkcipite le solide avec une solution diluCe d'acide chlorhydrique. Le produit obtenu par filtration est recristallist dans un melange acetone-Cther 50: 50.

SynthZse de I'iodure de tert-butyl-1 mtthylthio-2 imidazolium Dans un bicol de 1 L surmontt d'un refrigerant ascendant et

d'une ampoule a brome, muni d'un agitateur mkanique, on place 0.40 mol (72.4 g) de tert-butyl-1 A-4-imidazolinethione-2 dans 700 cm3 d'acktone ar~hydre. On ajoute lentement 0.42 mol (59.64 g) d'iodure de methyle. On laisse sous agitation a temperature ambiante pendant 3 h. Le solide obtenu est filtre, puis recristallise dans de ]'ethanol absolu.

Synthdse de la tert-butyl-1 mtthylthio-2 imidazole Dans un reacteur de 2 L muni d'un vibreur et d'un

refrigerant ascendant, on place 0.30 rnol (89.4 g) d'iodure de tert-butyl-1 mkthylthio-2 imidazolium en suspension dans 1 L d'ether anhydre. On ajoute une quantite stoechiomCtrique de soude pulverisCe. On chauffe a reflux pendant 4 h. On filtre ensuite I'iodure de sodium formt, Cvapore le solvant et distille sous pression reduite.

Synthdse de la tert-butyl-I mtthyl-3 A-4-imidazolinethione-2 On place dans une ampoule 0.05 mol de tert-butyl-1 methyl-

thio-2 imidazole et on ajoute 3% mol d'iode pulverisk. L'am- poule scellte est placee dans une gaine mktallique a 1'Ctuve a 140°C pendant 24 h. La thione obtenue est purifite par chro- matographie preparative. On peut isoler directement la thione lors des experiences de rearrangement classique catalyskes par le sel quaternaire correspondant.

Synthdse de I'iodure de tert-butyl-1 mtthylthio-2 mtthyl-3 imidazolium

On place 0.05 mol de tert-butyl-1 methylthio-2 imidazole dans un microballon avec 0.09 rnol d'iodure de methyle dans I'acetone anhydre et on laisse sous agitation a temptrature

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ambiante pendant 3 h. Le sel obtenu est ensuite recristallise dans ]'ethanol absolu.

SynthPse pav catalyse polyphasique (ctp) S-Alkylation de la mdthyl-1 A-4-imidazolinethione-2 Procddure gtndvale (40)-0.05 mol (5.71 g) de methyl-1

A-4-imidazolinethione-2, 0.05 mol de bromure d'alkyle et 0.97 g (0.003 mol, 6% mol par rapport au thiokther) de bro- mure de tetrabutylammonium sont places dans 150 mL de benzene et 15 mL de soude (40%). Le melange est agitC pen- dant 6 h au minimum 60°C. La phase organique est stparte, sechee et concentrke et le rCsidu est distill6 ou recristallise (40).

NS-Dialkylation NS-Dibutylation de la A-4-imidazolinethione-2-5.01 g (0.05

mol) de A-4-imidazolinethione-2, 13.7 g (0.1 mol) de bromo-1 butane et 1.95 g (0.006 mol) de bromure de tktrabutylam- monium sont places dans 150 mL de benzene et 15 mL de soude (40%). Le melange est agite 6 h a 60°C, puis la phase organique est separee, sCchCe et le solvant est evapore. Le produit brut est obtenu avec un rendement de 80% (8.51 g) et analyse par rmn 'H (40).

N,S-Didthylation de la A-4-imidazolinethione-2-Dans les mCmes conditions avec 2.5 equiv. de bromure d'tthyle on recueille apres 12 h a temperature ambiante, 67% de composC N,S-diethyle (5.5 g) et 2% decompose N,N'-diethyle. L'analyse a Ctt effectuee par spectrometric de masse (40).

SynthPse du mdthyl-1 acdtonylthio-2 imidazole Une mixture de 7.5 de methyl-1 A-4-imidazolinethione-2

et 6.8 g de chloracCtone est placCe dans 400 cm3 de butanone-2. Aprks 3 h de reflux et evaporation partielle du solvant, re- fro~dissement et filtration, on obtient le chlorhydrate que l'on reprend par I'eau et que l'on neutralise par une solution de carbonate saturC. On extrait au chloroforme et on s k h e sur sulfate de sodium. Apres evaporation du solvant de distillation, on recueille le thioether (PC 104"C/2 Torr; rendement 25%) (3, 48).

SynthPse de la tvimdthyl-1,4,5 A-4-imidazolinethione-2 Une mixture de 0.2 mol de N-mtthylthiouree et 0.2 mol

d'acttoine est mis a reflux 12 h dans 100 mL de pentanol-l4 ou hexanol-1 (16). Apres distillation azkotropique, le melange est refroidi. Le solide form6 est recristallise dans l'tthanol. Le rendement est de 25% (pf 216°C). La purification est effectute par chromatographie preparative (C6H6-AcEt 80: 20) sur silice.

Synthkse de la tdtvamdthyl-1,3,4,5 A-4-imidazolinethione-2 La thione est obtenue par chauffage a reflux d'un melange

BquimolCculaire de N,N'-dimtthylthiouree et d'acttorne dans I'hexanol-1 (16).

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