NOTES

Prkparation de qnelqnes nonveanx dkrivCs de la morpholone-2

KRZYSZTOF JANKOWSKI ET CASIMIR BERSE DPpnrreme~~t de ci~inzie, U~liversitP de Mo~ztrPal, Montrknl, Q~ikbec

Recu le 19 decembre 1967

Plusieurs morpholones-2 substituees ont t te obtenues par la reaction d'ouverture d'epoxydes avec la glycine et ses derives. Les structures des composCs obtenus ont ete determinees par la spectroscopie de resonance magnetique nuclkaire. Canadian Journal o f Cllcmistry, 46, 1939 (1968)

Au cours de travaux prCcCdents (1, 2), nous avons constat6 que parmi les produits de l'ouver- ture des Cpoxydes par les acides aminks, se retrouvaient des morpholones-2. Diffesentes mCthodes de prkparation de morpholones-2 ont CtC rapporties par plusieurs auteurs (3-1 1). 11 nous a donc semblC intkressant de tenter la synth2se de morpholones-2 substitutes et d'Ctudies leurs propriCtCs (12).

Les morpholones-2 obtenues sont tres insta- bles, extrsmement sensibles B I'humiditC et B l'oxydation (6, 7). Elles se dCcomposent en quelques heures. Notre travail a donc Ctt limit6 B la dktermination de leurs structures par les mCthodes spectroscopiques et analytiques. L'en- semble des risultats observes est rCsumC dans le Tableau I.

Les syntheses des n~orpholones-2 ont CtC rCalisCes B la suite des reactions suivantes.

R-CH-CH-R' '0'

R"-NH-CH2-COOR"'

Mtthode a - I R"-NH-CH2-COONa

Mtthode b

R-CH-C H-R' + R'"NH-CH2-COONa Hh b

Mtthode c

I1 faut signaler que les rendements calculCs pour les produits purs ont CtC trks faibles. La prCparation des morpholones-2 se trouvaient IimitCe B 'a fois par la formation des dictto-2,s piperazines, des produits de polymCrisation des Cpoxydes et par une dtcomposition importante.

Les spectres de rCsonance magnCtique nu- clCaire (r.m.n.) des morpholones-2, des N- mCthylmorpholones-2 et des N-phCnylmorpho-

lones-2 montrent un dtplacement chimique des protons -NH-, N-CH, et N-C6H, qui varie entre 1.60-2.00, 2.05-2.27, 6.27-7.30 p.p.m. et des protons -CH,-C- qui varie

entre 2.90-3.30, 2.90-3.13 et 3.45-3.85 p.p.m. respectivement.

Les constantes de couplage des protons

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CANADIAN JOURNAL OF CHEMISTRY. VOL. 46, 1968

TABLEAU I RCsultats spectroscopiques

Resonance magnttiquc

Acides Epoxydes amines derives de

Glycine Ethylene

Glycinc Buttnc-1.2

Glycine Cyclopen- t h e

Glycine Cyclo- hexene

Glycine Styrene

Glycine Stilbbne

Sarcosine Ethylene

Sarcosine Butbnc-1.2

Sarcosinc Butbne-2.3

Sarcosinc Cyclo- hexene

Sarcosine Styrtne

N-phenyl- Ethylene glycinc

N-phCnyl- Butene-1,2 glycine

N-phenyl- Cyclo- glycine hcxene

N-phCnyl- Styrtnc glycinc

N-phCnyl- Butenc-2.3 glycine

N-R

p.f. p.tb. Rendement Infrarouge R=H. CH, Nom ('0 ("Clmm) MCthode % M cm-1 on C6H. CH,-CO

Ethyl-5 morpho- - 8016 a 0.8 1715 1.6 '2 .9 lone-2 (J=5 c.P.s.)

Perhydrocyclo- - 170-173/110 c 0.5 1700 - - penta-[bl-oxa- zine-1,4 one3

Perhydrobemox- - 61-65/5 a 3 1715 2.0 3.30 azinc-1.4 one-2 c 1.7

(2)

PhCnyl-6 mor- I21 - rCf. 1 0.08 1720 2.6(?) 3.20 pholone-2

(1)

Ethyl-5 N-m& - 155112 a 0.5 1717 2.05 2.9 thylmorpho- b 4.2 (J=Sc.p.s.) lone-2

N-mCthylper- - 220-224117 c 3 1720 2.27 3.13 hydrobenzoxa- zine-1.4 one-2

N-ph&nylmorpho- 75 - c 12 1720 7.20 3.6 loncd

(3)

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NOTES

et analytiques

nuclbaire S (pg.rn.) dans CDC13 Analyse

CH-0 CH-N Calcule Trouvb OU OU

CH2-0 CHz-N Autres Pour l u cornposks C H N C H N

2.4 2.1 - acide N-(hydroxy-2 Ltbyl) 40.30 7.52 - 40.33 7.85 - glycine p.f. 141' C,H,O,N (119.2)

2.45 4.60 C6Ha 7.2 ref. I - - - - - -

4.6 3.9 CsH, 7.2 ref. 2 - - - - - -

3.7 3.4 CHI I . I CH3-CH, 1.65 sel sod6 p.f. 175' 58.77 6.53 - 58.40 7.09 - CllHlsOIN Na (245.2)

2.4 3.75 C 6 H 5 - C 7.3 ClaHJaO2N (253.3) 75.87 5.97 5.53 75.18 6.77 5.41 Spectres dc nlasse (mlc)

M+ 253. (M - 44)+ 209, (M - I l l )+ 132 Can

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1942 CANADIAN JOURNAL OF ( 3HEMIS'L'RY. VOL. 46, 1968

-CH,-C- varient entre 4-6 c.p.s. Aussi on \ I 0

observe que les dtplacements chimiques des protons -CH,-C- des N-phtnylmorpho-

I I 0

lones-2 ont lieu vers le champ plus bas par rapport A ceux des morpholones-2 et des N- mtthylmorpholones-2. On observe aussi que les dkplacements chimiques des protons sur le car- bone-5 ont les valeurs 6 plus basses que ceux du carbone-6.

Les spectres de masse de deux N-phtnylmor- pholones-2 montrent la fragmentation avec perte de CO, et de phtnyle:

Rernerciements Les auteurs remercient le Conseil National de

Recherches du Canada pour I'aide financiere apportte sous forme d'octroi de recherches.

Partie expbrimentale Les points de fusion ont ttC determines dans I'appareil

de Kofler et ne sont pas corriges. Les spectres infrarouges ont etC enregistres sur un spectrophotornetre Beckrnan IR-8 dans le Nujol. Les microanalyses ont ete effectuees dans les laboratoires Midwest Microlab, Inc., Indiana- polis, Indiana, U.S.A. et par nous-m&mes (micro Kjel- dahl). Les spectres r.ni.n. ont Cte enregistres sur un spectrometre Varian A-60

Les produits utilises pour les syntheses ont CtC soit commerciaux, soit prepares dans nos laboratoires par les niethodes connues (epoxydes (14, 15, 17), chlorliydrines (16), derives des acides aniines (l3,18, 19)).

Priparation rles morplrolones-2 Mithode n Une solution (environ 0.1 M ) d'un Cpoxyde (0.05 mole)

dans I'Cthanol absolu ou dans le chloroforme a CtC portCe B reflux avec I'ester d'un acide amine pendant 12 h. Le solvant a CtC CvaporC in vncrro et le rbsidu a CtC distill6 sous pression rCduite. Le produit separe a CtC purifie par plusieurs distillations fractionnees.

Mithode b L'acide amink (0.1 mole) a t t e trait6 par une quantitt

Cquimolaire de l'hydroxyde de sodium dissous dans envi- ron 50 nil d'eau. L'Cpoxyde (0.1 mole) a etC ajoute sous forte agitation en niaintenant la temperature entre -5 et 0 "C. L'addition terniinke, le melange reactionnel a CtC agite a la temperature a~nbiante pendant 12 h. Apres le cliauffage au bain-marie pendant 2 11, le melange a &tC

neutralist avec I'acide chlorhydrique en presence de n~ethylorange. Le solvant a e t t chasse sous vide et le produit de la reaction a ete fractionnk tgalement sous vide.

M$ihorle c La solution d'un acide aniine (0.1 mole) dans l'hydro-

xyde de sodium (0.1 mole) a ete chaufyke au bain-niarie pendant 1 h. La chlorhydrine d'un alcene (0.1 mole) a ete ajoutee goutte a goutte. L'addition terniinee, le nielange a ete laisse pendant 24 h a la temperature anibiante, puis chaufye b reflux pendant 2 h. Le solvant a ete evapore itr vaclro ct le residu a ete dissous dans I'Cthanol absolu a chaud. Le chlorure de sodium preci- pite a et6 separe par filtration. Le solvant a ete chasse sous vide et le residu a ete distille deux fois sous pression rkduite. Le produit a ete dissous dans l'ether et la solu- tion CthCree a ete secliee avec le carbonate de potassiuni. Apres evaporation de I'ether, le produit a ete purifie par la distillation fractionnee sous vide. La N-phenylmor- pholone-2 a ete o b t e n ~ ~ e suivant la m&me methode, niais le produit cristallise apres la distillation. La N-phenyl- morpholone-2 a ete recristallisee de I'ethanol-ether.

Dans les trois methodes, apres la distillation, 1e residu contient principalenlent des diceto-2,5 p~perazines et des polymeres q ~ ~ i ne contlennent pas d'azote.

1. C. BERSE et K. JANKOWSKI. Can. J. Chem. 44, 1513 (1966).

2. C. BERSE et K. JANKOWSKI. Can. J. Cheni. 45, 2865 (1967).

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8. E. FOURNEAU. Bull. Soc. Chini. France, 407, 1145 (1928).

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