Tetrahedron Letters,Vo1.23,No.33,pp 3353-3356,1982 0040-4039/82/333353-04$03.00/O Printed in Great Britain 01982 Perqamon Press Ltd.

DETEFWNATION DE WRITE ENANTIU’IERIGUE PAR R”lN13C DANS LES SERIES DES

ihCYCL0 (=.l.hEPTANE ET BICYCLO (2.2.1.bHEPTENE

D. Bordeaux et G. Gagnaire %

Laboratolre de Spectrom&rle Physique (assocl8 au C.N.R.S.),

UniversltQ I, B.P. 53X, 38041 Grenoble Chdex.

Abstract - N.M.R. 13 C peak assignments were establlshed for each dzastereolsomerlc ketal form

of norbornanone (+), 01 nvrbornenone (k). This method offers an attractive route

for the determination of the optlcal purity of these ketones.

Afln de completer une etude cristallographlque de radicaux nitroxydes, type oxaro-

lidine, derives de la blcyclo (2,2,1)-heptanone, (ou norbornanone) 1)

, nous avons dQ synthdtr-

ser les antipodes optiques de ces composes. Le but de ce travail a done dtd d'effectuer une

resolution optlque efflcace de la norbornanone, prdcurseur de synthese, et de rechercher un

moyen d'evaluatlon dlrecte de la puretd optique de ce product.

Les mdthodes de dedoublement de racdmiques 2)

les plus utilisdes dans cette serie

sont les recrlstalllsatlons successlves de dlasterdoisomeres d&iv& du norborndol, sulvles

de rdgdneratron et oxydatlon en c&one 3) . La separation par chromatographie gaz-llquide de

dlastdrdolsomeres de la norbornanone a partiellement Bte rdalisde par IRRURE-PERREZ 4) , mals ne

nous a pas paru aisdment exploitable. Les procedes de dedoublement agissant dlrectement sur

la norbornanone, (ou sur la norbornenone), par lntdractron avec des substrats, ne condulsent

pas a de bu~srendements optiques : ainsi, nos essals avec &cyclodextrlne 5),6)

ont conduct a

une purete optique voislne de 10 %.

Reprenant les conditions opdratolres de COREY 7)

, nous avons prepare les dlasterdoi-

someres cetals cycllques a partlr de butanedlol (-1 (2R,3R) 9) ([a]J~ = - 13O5) respectlvement

de la norbornanone et de la norborndnone. Dans le benzene d reflux (24 heures), en presence

d'aclde p-toluene sulfonlque, ou d'Amberlyst 15, nous avons obtenu, a partlr d'un exces de re-

actif, les composes des series I et II, avec un rendement de 96 % (fig. 11, (apres avolr v&l-

fie que, dans ces condltlons opdratolres, le reactif ne sublssalt qu'une leg&e racemlsatlon .

2.5 % environ).

3353

3354

(+I (1’ ,~R,Z'R,I'R) lb Ila lib

(-) (lR,4S,)'R,j'R) (t)(lR,&,)'R,3'R) (-1 (lS,40,2'R,?'R)

Le melange (Ia + Ib) est liquide 7), ([a]? = - 16O, c = 10, CDCll3) ; le melange (II, + IIb) est

llqulde ([ci]:" = - 4"3, c = 15 , CECi3), mlcroanalyse pour CllH1602(180) % talc : c = 73,33

H = 8,88 0 = 17,77: % tr c = 73,0 H = 9,l 0 = 17,6.

La chromatographle llqurde sous presslon (HPLC), en phase Inverse, sur colonne analy-

tlque Radlalpak A(C18 ), Bluee au melange a&tone-eau (30 701, debit-minute 2 mR, presslon 400

psi, donne une amorce de separation pour le melange (Ia + Ib), non exploitable. Par contre, les

cetals IIa et II b se &parent en deux plcs d'Bgaleslntenslt8s, avec des temps de retention res-

pectifs de 22 et 23min. environ La cgmparalson de ce paramstre avec celul obtenu_pour le c&al.

fabrlque d partir d'un echantlllon enrlchl de norbornenone(-1 (is, 4R) 9) , permet l'ldentlflcatlon

des plcs dans l'ordre d'apparltlon . le premier (22mln k&al IIa ([c,]i" = + 133O (valeur cal-

culee) , le deuxleme (23min )&tal IIb ([a]:” = - 142O, c = 4,8, pentane). La reg&&ratlon des

c&ones Bnantiom&es dans l'acetone, en presence d'Amberlyst 15, permet de verlfler que le signe

du pouvolr rotatolre du c&al est le mSme que celui de l'Bnantiom?ze correspondant. La transposl-

tlon de cette technique de separation i 1'Bchelle preparative demande une muse au point suppl8men-

talre qui dolt pouvolr se reallser par le Ieu de recyclages. A l'dchelle analytlque, elle peut

Otre utllz.Ge pour une evaluation dlrecte de la purete Lnantlomdrlque.

Les resultats obtenus par r&onance magnetlque nuclealre du carbone 13, (dans CDCR3

apris 12.000 passages sur apparel1 Bruker WP loo), pour les melanges (Ia + Ib) et (II, + IIb)

sont compards avec ceux, pros dans les mGmes condltlons d'un diast&lolsomGre c&al, prepare pour

la s&ie I Z partlr de norbornanonet-) (1~,4S) 10) , et pour la serve II, S partlr de norbornenone

(-) (lS, 4R)') , cccl permet, comme le montre le tableau A, une affectation quasi complete de

chaque r&onance obtenue au carbone numerot& du squelette bicycllque, en utillsant le decouplage

partiel des hydrogenes.

3355

Tableau A . LISTE DES DEPLACEMENTS CHIMIQUES

Compose c 1 c2 C3 c4 c5 '6 c7

M&hyles(en C,,,C,,)

I a 44,88 115,48 45,45 35,79 28,50 21,97 37,57 17,17 et 17,71

'b 45,83 115,55 45,52 35,60 28,lO 21,97 37,90 17,17 et 17,49

II a 51,27 117,56 41,87 40,70 139,52 133,62 49,17 17‘34 et 16,87

II b 51,27 117,56 41,87 41,00 139,93 133,16 48,82 17‘52 et 17,06

Note : Ces deplacements chlmlques sont exprlmtk en ppm par rapport A une reference lnterne T.M.S.

L'ambrgfirt6 concernant le chorx des valeurs de d6placements chrmiques des carbones

C5 et C6 a 6tb levee en se reportant aux r&ultats obtenus par LIPPMAA 11) pour les &tones.

La figure 2 montre le spectre decoup des carbones 4 e+ 1 du melange (IA + 1~1 et

de Ib pratlquement pur.

I

2 7

7 b

SERIEW 7

a

Sur la figure 2, 11 est possrble d'avorr un

ordre de grandeur de la quantrt6 de

diasterLoisom&re IIa present par la mecure

des pords des prcs observes pour les carbones

vrnylrques 5 et 6 du c&al enrrchr II - - b. La

technique )t Inverse gated decouplrng II dolt

&tre alors applrquee comme moyen de verrfr-

cation prealable sur les rntensltes des

couples de resonance de

C5 (ou de C6), pour un

melange 50.50

L'enrrchrssement

Bnantrom6rrque de IID,

trouv6 par cette methode,

serart vorsrn de 86 %,

v6rifr6 par polarrmetrre 9)

(‘6) ,,

3356

Cette m6thode directe d'observation de l'enrichissement Bnantiom&ique par RMN~~C

nous paraft intdressante par la facilite de son utilisation , elle semble Btre l'une des

premieres utilisee dans ces deux series sur des diast6reoisomeres de c&ones. Elle permet une

bonne reproductlbilitd de la mesure, sans precaution particullere de temperature, de concen-

tration ou de nature du solvant a utiliser.

Nous remercions Madame Dupeyre (CERMAV, Grenoble) et Monsieur Berger (Radiobiochimie

DRF-CBNG) pour leur participation dans la mise au point des mesures par RPLC, et Monsieur

Le Drlan (LEDSS,Grenoble) qui a bien voulu nous fournir un Bchantillon de norbornenone(-1.

REFERENCES ET NOTES.

1 - D. Bordeaux, G Gagnaire et J. Lajserowicz, Acta Crys., resultats soumis A publication

(1982).

2 - J, Jacques, A. Collet et S.H. Wilen, "Enantiomers, Racemates and Resolution", John Wiley

a Sons (1981).

3 - A.J. Irwin et J.B. Jones, J. Amer. Chem. Sot., 22, 8476 (1976).

4 - J. Irurre-Perez et M. Sanz Burata, Ann. Quim., 22, 254 (1977).

5 - F. Camer et W. Dietsche, Chem. Ber., 21, 378 (1959).

6 - J. Michon et A. Rassat, J. Amer. C&m. Sot., A$, 995 (1979).

7 - J. Casanova et E.J. Corey, Chem. Ind., 14, 1664 (1961).

8 - S.A. Morel1 et A.H. Auerheimer, J. Amer. Chem. Sot., 6&, 792 (1944).

9 - C. Le Drian et A.E. Greene, J. Amer. Chem. Soc.,( sous presse).

10 - La norbornanone(-) (lR,4S),(conflguration determinee par correlations a)), de pouvoir rota-

toire{cr}F= - 29'7 ( c=15, CHC13), a Bte preparee a partir de norborneol-exo,( +3O17),

dedouble selon Jones 3) , oxyde par le bioxyde de manganese (CH2C12), avec un rendement de

98%, ou par le ruthdnate de sodium, selon b) , avec un rendement de 63%.

a - J.A. Berson, J. Walia, A. Remanlck, S. Suzuki, P. Reynolds-Warnhoff, D. Willner,

J. Amer. Chem. Sot., gi, 3986 (1961).

b - D.G. Lee, U.A. Spitter, J. Cleland et M.E. Olson,Can. J. Chem., 54, 2124 (1976). -=

11 - E. Lippmaa, T. Pehk, J. Paasivirta, N. Belikowa et A. Plate, Org. Mag. Res.,i, 581 (1970f.

(Received in France 24 April 1982)