C. R. Acad. Sc. Paris, t. 290 (3 mars 1980) Série C - 173
CHIMIE ORGANIQUE : STRUCTURE ET RÉACTIVITTÉ. - Liaison hydrogène inter et intramoléculaire en milieu superacide. Mesures de temps de relaxation spin-réseau par résonance magnétique nucléaire du carbone-13 sur la bromo-2 cyclohexanone protonée. Note (*) de Roland Jost et Jean Sommer, transmise par Henri Kagan.
Les temps de relaxation spin-réseau (T,) ont été mesurés sur les carbones de la bromo-2 cyclohexanone, protonée en milieu superacide, en vue d'étudier et de différencier les interactions inter et intramoléculaires, grâce à la coexistence dans ce milieu de deux stéréoisomères en équilibre, l'un d'eux présentant une liaison hydrogène intramoléculaire. Les résultats obtenus (dans un large domaine d'acidité et de température) montrent au contraire que l'effet des liaisons hydrogène (inter ou intramoléculaire) sur les valeurs de T, des deux stéréoisomères est très faible parce que nivelé par l'effet prédominant de type électrostatique entre le cation et l'anion conjugué du superacide.
The Carbon-13 spin-lattice relaxation times (T,) have been measured for 2-bromocyclohexanone, protonated in superacid media, in order to study and differentiate the inter and intramolecular interactions. Two stereoisomers are observed in this media, one of which presenting an intramolecular hydrogen bond. The experimental results (obtained from a wide range of temperature and acidity) show howeyer that the T, dependance on inter or intramolecular hydrogen bonds is almost negligible in these systems, due to a much larger electrostatic type interaction between the cation and the superacid counterion.
De nombreuses études utilisant des techniques très variées ont été consacrées à la liaison hydrogène, principalement à cause de son importance dans de nombreux systèmes biologiques. La compétition entre les liaisons inter et intramoléculaire a fait l'objet de diverses études utilisant la spectroscopie infrarouge [1]. Le but de notre travail était d'étudier la liaison hydrogène dans un solvant fortement polaire dans lequel la liaison intramoléculaire pouvait être concurrencée par une liaison entre le soluté et le solvant. La mesure des temps de relaxation spin-réseau (T1) à l'aide de la résonance magnétique nucléaire du carbone-13 est une méthode généralement reconnue comme efficace pour l'étude des associations moléculaires.
La protonation des composés carbonylés en milieu superacide donne une espèce stable qui peut être observée dans les conditions d'échange lent par RMN à basse température [3] :
Le caractère de double liaison de la liaison C = O donne la possibilité d'existence à deux stéréoisomères dont le rapport dépend principalement de l'encombrement stérique relatif des groupes R et R'. Cependant dans le cas de composés carbonylés oc-halogénés, la formation d'une liaison hydrogène entre le proton sur l'oxygène et l'halogène peut affecter de façon importante la composition à l'équilibre [4]:
La comparaison de résultats expérimentaux sur la stabilité relative des stéréoisomères en milieu superacide avec les valeurs obtenues récemment par la méthode ab initio [4] suggère que la liaison hydrogène intramoléculaire est en compétition avec des liaisons hydrogène