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The crystal structure of the title compound, C17H14Cl2N2S, allows us to establishes that a [2 + 1]-cycloaddition has occurred to a C=N double bond of the 1,5-benzodiazepine.

Supporting information

cif

Crystallographic Information File (CIF) https://doi.org/10.1107/S1600536803008882/dn6065sup1.cif
Contains datablocks global, I

hkl

Structure factor file (CIF format) https://doi.org/10.1107/S1600536803008882/dn6065Isup2.hkl
Contains datablock I

CCDC reference: 214638

Key indicators

  • Single-crystal X-ray study
  • T = 293 K
  • Mean [sigma](C-C) = 0.004 Å
  • R factor = 0.023
  • wR factor = 0.058
  • Data-to-parameter ratio = 8.3

checkCIF results

No syntax errors found

ADDSYM reports no extra symmetry

General Notes

REFLT_03 From the CIF: _diffrn_reflns_theta_max 26.37 From the CIF: _reflns_number_total 1666 Count of symmetry unique reflns 1700 Completeness (_total/calc) 98.00% TEST3: Check Friedels for noncentro structure Estimate of Friedel pairs measured 0 Fraction of Friedel pairs measured 0.000 Are heavy atom types Z>Si present yes WARNING: Large fraction of Friedel related reflns may be needed to determine absolute structure

Comment top

Récemment, il a été montré que les composés cyclopropaniques forment des structures de base dans plusieurs produits naturels (Sala, 1989) et que leurs dérivés présentaient des propriétés biologiques remarquables (Sala, 2000; De Sarro et al., 1996). Les travaux entrepris dans notre laboratoire portent sur la synthèse des hétérocycliques azotés par des réactions de cycloaddition dipolaires-1,3 e t/ou des carbènes avec des diazépines, benzodiazépines et triazépines (Baouid et al., 1996, 2001; Benelbaghdadi et al., 1998; Aatif et al., 2000; Essaber et al., 1998; El Hazazi et al., 2000, 2002; El Messaoudi et al., 1985).

Dans le but de développer ces recherches vers de nouveaux systèmes tri ou tétra hétérocycliques, ayant des structures analogues à celles des benzodiazépines actives (De Sarro et al., 1996) et pouvant présenter des activités pharmacologiques intéressantes, nous avons soumis la 2-méthylthio-4-phényl-1,5-benzodiazépine (Cortès et al., 1991; Nardi et al., 1973) à l'action du dichlorocarbène. La méthode de préparation conduisant à un seul produit de cycloaddition esr décrite dans la partie expérimentale.

Le spectre de masse du composé synthétisé nous a permis d'écarter la structure correspondant à une double condensation du dichlorocarbène sur les deux doubles liaisons carbone-azote de la 1,5-benzodiazépine. En effet, on note la présence d'un pic à m/z = 349 (pic de base) qui présente bien l'amas isotopique caractérisant la présence de deux chlores, attribué à l'ion moléculaire du composé compatible avec la formule brute d'un monocycloadduit. En outre, l'analyse des spectres de RMN 1H et 13C de ce dernier nous indique qu'on a réalisé une monocondensation résultant de la cycloaddition du dichlorocarbène sur le site dipolarophile carbone-azote en position 1,2 ou 4,5 de la 1,5-benzodiazépine. Mais ces analyses spectrales ne nous permettent pas de trancher entre les deux structures isomères du monocycloadduit. Une étude cristallographique est indisponsable pour enlever toute ambiguité sur le site dipolarophile inactif. Cette étude a montré que la monocondensation s'est effectuée sur la double liaison C4—N5 substituée par le groupement phényle de la 1,5-benzodiazépine pour aboutir à la 1,1-dichloro-3-méthylthio-1a-phényl-1,1a,2,9 − tétrahydroaziridino[2,1-d][1,5] benzodiazépine, (I).

La double liaison N1—C2 de la 1,5-benzodiazépine est inactive vis-à-vis du dichlorocarbène. Par conséquent cette réaction de cycloaddition [2 + 1] e s t périsélective. La molécule (figure 1) se compose du bicycle benzodiazépine lié aux groupements phényle et méthylthio et au cycle aziridine sur lequel sont fixés les deux atomes de chlore. La benzodiazépine comporte trois fragments plans: N1/N5/C6/C11, le plan N1/N5/C2/C4 contenant la double liaison N1C2 et le plan C2/C3/C4. Le plan N1/N5/C2/C4 fait un angle dièdre de 33.74 (4)° et 55.67 (5)° respectivement avec les plans N1/N5/C6/C11 et C2/C3/C4. Le groupement méthylthio est contenu dans le plan de la double liaison N1C2. Le cycle phényle C13–C18 fait un angle dièdre de 107.57 (3)° avec le plan C2/C3/C4 et de 122.74 (3)° avec le cycle aziridine C4/N5/C12. L'empilement dans le cristal ne montre que deux interaction remarquable: (i) entre l'atome de chlore Cl1 et l'atome d'hydrogène H19A, 2.819 (7) Å; (ii) entre le deuxième atome d'hydrogène porté par le carbone C19 et l'hydrogène du carbone C18, H18···H19C = 2.30 Å.

Experimental top

A une solution de 1 g (3.76 mmoles) de la 1,5-benzodiazépine dans 6.4 ml de chloroforme, un mélange de 15.3 ml du même solvant et 7.3 ml de solution aqueuse de soude à 50% a été additionné très lentement. Le mélange réactionnel obtenu est alors traité par 36 mg (0.16 moles) du chlorure de benzyltriéthylammonium puis laissé en agitation à température ambiante pendant 4 h. A la fin de la réaction, suivie par CCM, la solution est extraite au dichlorométhane et à l'eau. Les phases organiques combinées sont séchées sur sulfate de magnésium anhydre puis filtrées, les solvants sont évaporés sous pression réduite et le résidu obtenu est chromatographié sur colonne de gel de silice (éluant: hexane–acétate d'éthyle, 95/5). Le produit solide ainsi isolé est recristallisé dans l'hexane pour conduire au monocycloadduit (p.f.: 402–404 K).

Refinement top

Les données ayant été mergées dans le groupe ponctuel mmm et les données brutes n'ayant pas été conservées, la détermination de la structure absolue n'a pu être réalisée.

Computing details top

Data collection: KappaCCD Reference Manual (Nonius, 1998); data reduction: DENZO and SCALEPACK (Otwinowski & Minor, 1997); program(s) used to solve structure: SIR92 (Altomare et al., 1994); program(s) used to refine structure: SHELXL97 (Sheldrick, 1997); molecular graphics: ORTEPIII (Burnett & Johnson, 1996) and ORTEP-3 (Farrugia, 1997).

Figures top
[Figure 1] Fig. 1. Dessin ORTEPIII (Burnett & Johnson, 1996) de la molécule. Les ellipsoides de vibration des atomes ont une probabilité de 50%.
(I) top
Crystal data top
C17H14Cl2N2SDx = 1.434 Mg m3
Mr = 349.26Melting point: 403 K
Orthorhombic, Pna21Mo Kα radiation, λ = 0.71073 Å
Hall symbol: P 2c -2nCell parameters from 23068 reflections
a = 9.2941 (1) Åθ = 3.8–26.4°
b = 9.7513 (2) ŵ = 0.53 mm1
c = 17.8510 (3) ÅT = 293 K
V = 1617.76 (5) Å3Prism, colourless
Z = 40.20 × 0.15 × 0.10 mm
F(000) = 720
Data collection top
Nonius KappaCCD
diffractometer
1640 reflections with I > 2σ(I)
Radiation source: fine-focus sealed tubeRint = 0.034
Graphite monochromatorθmax = 26.4°, θmin = 3.8°
ϕ scansh = 011
23068 measured reflectionsk = 012
1666 independent reflectionsl = 021
Refinement top
Refinement on F2Primary atom site location: structure-invariant direct methods
Least-squares matrix: fullSecondary atom site location: difference Fourier map
R[F2 > 2σ(F2)] = 0.023Hydrogen site location: inferred from neighbouring sites
wR(F2) = 0.058H-atom parameters constrained
S = 1.05 w = 1/[σ2(Fo2) + (0.0314P)2 + 0.3209P]
where P = (Fo2 + 2Fc2)/3
1666 reflections(Δ/σ)max = 0.001
201 parametersΔρmax = 0.13 e Å3
1 restraintΔρmin = 0.17 e Å3
Crystal data top
C17H14Cl2N2SV = 1617.76 (5) Å3
Mr = 349.26Z = 4
Orthorhombic, Pna21Mo Kα radiation
a = 9.2941 (1) ŵ = 0.53 mm1
b = 9.7513 (2) ÅT = 293 K
c = 17.8510 (3) Å0.20 × 0.15 × 0.10 mm
Data collection top
Nonius KappaCCD
diffractometer
1640 reflections with I > 2σ(I)
23068 measured reflectionsRint = 0.034
1666 independent reflections
Refinement top
R[F2 > 2σ(F2)] = 0.0231 restraint
wR(F2) = 0.058H-atom parameters constrained
S = 1.05Δρmax = 0.13 e Å3
1666 reflectionsΔρmin = 0.17 e Å3
201 parameters
Special details top

Geometry. All e.s.d.'s (except the e.s.d. in the dihedral angle between two l.s. planes) are estimated using the full covariance matrix. The cell e.s.d.'s are taken into account individually in the estimation of e.s.d.'s in distances, angles and torsion angles; correlations between e.s.d.'s in cell parameters are only used when they are defined by crystal symmetry. An approximate (isotropic) treatment of cell e.s.d.'s is used for estimating e.s.d.'s involving l.s. planes.

Refinement. Refinement of F2 against ALL reflections. The weighted R-factor wR and goodness of fit S are based on F2, conventional R-factors R are based on F, with F set to zero for negative F2. The threshold expression of F2 > σ(F2) is used only for calculating R-factors(gt) etc. and is not relevant to the choice of reflections for refinement. R-factors based on F2 are statistically about twice as large as those based on F, and R- factors based on ALL data will be even larger.

Fractional atomic coordinates and isotropic or equivalent isotropic displacement parameters (Å2) top
xyzUiso*/Ueq
Cl10.41240 (7)1.18777 (6)0.31258 (5)0.05043 (16)
Cl20.16753 (7)1.05167 (6)0.24635 (4)0.05233 (16)
S30.01672 (7)0.88814 (7)0.55573 (4)0.05248 (16)
N10.1493 (2)0.7415 (2)0.45207 (12)0.0393 (4)
N50.32524 (18)0.93988 (17)0.36345 (11)0.0331 (4)
C20.0857 (2)0.8545 (2)0.46622 (14)0.0375 (4)
C30.0704 (2)0.9723 (2)0.41154 (13)0.0369 (4)
H3A0.00591.04160.43130.044*
H3B0.03290.94010.36400.044*
C40.2211 (2)1.0302 (2)0.40186 (12)0.0334 (4)
C60.2908 (2)0.8055 (2)0.33768 (12)0.0338 (4)
C70.3509 (2)0.7629 (2)0.27015 (14)0.0430 (5)
H70.40890.82260.24290.052*
C80.3246 (3)0.6324 (2)0.24342 (17)0.0483 (5)
H80.36170.60560.19730.058*
C90.2437 (3)0.5419 (2)0.28501 (16)0.0485 (6)
H90.22570.45420.26680.058*
C100.1895 (2)0.5812 (2)0.35351 (16)0.0439 (5)
H100.13880.51790.38220.053*
C110.2091 (2)0.7141 (2)0.38082 (13)0.0360 (4)
C120.2794 (2)1.0606 (2)0.32557 (13)0.0375 (5)
C130.2791 (2)1.1072 (2)0.46778 (13)0.0367 (4)
C140.2306 (3)1.2393 (3)0.48164 (18)0.0544 (6)
H140.16431.28000.44960.065*
C150.2811 (3)1.3102 (3)0.5431 (2)0.0664 (8)
H150.25111.40000.55140.080*
C160.3750 (3)1.2495 (4)0.59198 (19)0.0665 (8)
H160.40671.29710.63400.080*
C170.4226 (3)1.1178 (4)0.57879 (17)0.0645 (8)
H170.48591.07640.61220.077*
C180.3766 (3)1.0467 (3)0.51613 (16)0.0488 (6)
H180.41090.95880.50660.059*
C190.0885 (5)0.7492 (4)0.60883 (18)0.0806 (10)
H19A0.08020.76930.66130.121*
H19B0.18800.73650.59620.121*
H19C0.03590.66700.59760.121*
Atomic displacement parameters (Å2) top
U11U22U33U12U13U23
Cl10.0573 (3)0.0427 (3)0.0513 (3)0.0109 (2)0.0052 (3)0.0101 (2)
Cl20.0605 (3)0.0579 (3)0.0386 (3)0.0009 (3)0.0117 (3)0.0094 (3)
S30.0577 (3)0.0580 (3)0.0417 (3)0.0030 (3)0.0117 (3)0.0010 (3)
N10.0436 (9)0.0374 (9)0.0368 (9)0.0019 (8)0.0013 (8)0.0051 (8)
N50.0340 (8)0.0326 (8)0.0329 (9)0.0007 (7)0.0016 (7)0.0020 (7)
C20.0333 (9)0.0418 (10)0.0373 (11)0.0051 (8)0.0007 (8)0.0035 (9)
C30.0332 (10)0.0401 (10)0.0374 (11)0.0023 (8)0.0011 (8)0.0032 (9)
C40.0348 (10)0.0314 (9)0.0341 (10)0.0022 (8)0.0018 (8)0.0023 (8)
C60.0337 (10)0.0338 (9)0.0340 (10)0.0011 (8)0.0046 (8)0.0013 (8)
C70.0435 (11)0.0452 (11)0.0402 (11)0.0038 (9)0.0030 (9)0.0006 (9)
C80.0505 (12)0.0500 (13)0.0443 (11)0.0102 (11)0.0017 (11)0.0103 (12)
C90.0477 (12)0.0363 (11)0.0615 (15)0.0044 (10)0.0065 (11)0.0116 (10)
C100.0425 (11)0.0326 (10)0.0564 (14)0.0002 (9)0.0028 (11)0.0015 (10)
C110.0350 (10)0.0352 (10)0.0379 (11)0.0028 (8)0.0032 (8)0.0024 (9)
C120.0407 (11)0.0367 (10)0.0350 (11)0.0014 (8)0.0015 (8)0.0056 (9)
C130.0369 (10)0.0372 (10)0.0361 (10)0.0047 (8)0.0035 (8)0.0006 (9)
C140.0566 (14)0.0392 (11)0.0673 (17)0.0009 (11)0.0026 (13)0.0067 (12)
C150.0654 (17)0.0494 (14)0.084 (2)0.0070 (12)0.0114 (16)0.0275 (15)
C160.0584 (15)0.081 (2)0.0604 (17)0.0187 (15)0.0055 (14)0.0314 (16)
C170.0620 (16)0.084 (2)0.0473 (15)0.0048 (14)0.0117 (13)0.0126 (15)
C180.0500 (13)0.0508 (13)0.0457 (13)0.0021 (11)0.0065 (11)0.0060 (11)
C190.121 (3)0.083 (2)0.0380 (13)0.014 (2)0.0059 (17)0.0134 (15)
Geometric parameters (Å, º) top
Cl1—C121.767 (2)C8—H80.9300
Cl2—C121.757 (3)C9—C101.377 (4)
S3—C21.753 (3)C9—H90.9300
S3—C191.783 (4)C10—C111.396 (3)
N1—C21.276 (3)C10—H100.9300
N1—C111.414 (3)C13—C181.383 (3)
N5—C121.423 (3)C13—C141.387 (3)
N5—C61.425 (3)C14—C151.379 (4)
N5—C41.478 (3)C14—H140.9300
C2—C31.514 (3)C15—C161.369 (5)
C3—C41.520 (3)C15—H150.9300
C3—H3A0.9700C16—C171.379 (5)
C3—H3B0.9700C16—H160.9300
C4—C121.495 (3)C17—C181.384 (4)
C4—C131.496 (3)C17—H170.9300
C6—C71.392 (3)C18—H180.9300
C6—C111.402 (3)C19—H19A0.9600
C7—C81.381 (3)C19—H19B0.9600
C7—H70.9300C19—H19C0.9600
C8—C91.377 (4)
C2—S3—C19101.86 (14)C11—C10—H10119.3
C2—N1—C11121.59 (19)C10—C11—C6118.0 (2)
C12—N5—C6122.67 (17)C10—C11—N1116.0 (2)
C12—N5—C462.03 (13)C6—C11—N1125.94 (19)
C6—N5—C4123.43 (17)N5—C12—C460.79 (13)
N1—C2—C3124.8 (2)N5—C12—Cl2121.25 (16)
N1—C2—S3120.78 (18)C4—C12—Cl2120.58 (16)
C3—C2—S3114.29 (16)N5—C12—Cl1115.69 (16)
C2—C3—C4105.60 (17)C4—C12—Cl1120.81 (16)
C2—C3—H3A110.6Cl2—C12—Cl1110.06 (13)
C4—C3—H3A110.6C18—C13—C14119.8 (2)
C2—C3—H3B110.6C18—C13—C4120.9 (2)
C4—C3—H3B110.6C14—C13—C4119.3 (2)
H3A—C3—H3B108.8C15—C14—C13119.8 (3)
N5—C4—C1257.18 (13)C15—C14—H14120.1
N5—C4—C13115.33 (17)C13—C14—H14120.1
C12—C4—C13119.12 (18)C16—C15—C14120.5 (3)
N5—C4—C3115.77 (17)C16—C15—H15119.8
C12—C4—C3120.73 (17)C14—C15—H15119.8
C13—C4—C3115.40 (17)C15—C16—C17119.9 (3)
C7—C6—C11120.2 (2)C15—C16—H16120.1
C7—C6—N5117.64 (19)C17—C16—H16120.1
C11—C6—N5121.96 (18)C16—C17—C18120.4 (3)
C8—C7—C6120.2 (2)C16—C17—H17119.8
C8—C7—H7119.9C18—C17—H17119.8
C6—C7—H7119.9C13—C18—C17119.6 (3)
C9—C8—C7120.0 (2)C13—C18—H18120.2
C9—C8—H8120.0C17—C18—H18120.2
C7—C8—H8120.0S3—C19—H19A109.5
C8—C9—C10120.0 (2)S3—C19—H19B109.5
C8—C9—H9120.0H19A—C19—H19B109.5
C10—C9—H9120.0S3—C19—H19C109.5
C9—C10—C11121.4 (2)H19A—C19—H19C109.5
C9—C10—H10119.3H19B—C19—H19C109.5

Experimental details

Crystal data
Chemical formulaC17H14Cl2N2S
Mr349.26
Crystal system, space groupOrthorhombic, Pna21
Temperature (K)293
a, b, c (Å)9.2941 (1), 9.7513 (2), 17.8510 (3)
V3)1617.76 (5)
Z4
Radiation typeMo Kα
µ (mm1)0.53
Crystal size (mm)0.20 × 0.15 × 0.10
Data collection
DiffractometerNonius KappaCCD
diffractometer
Absorption correction
No. of measured, independent and
observed [I > 2σ(I)] reflections
23068, 1666, 1640
Rint0.034
(sin θ/λ)max1)0.625
Refinement
R[F2 > 2σ(F2)], wR(F2), S 0.023, 0.058, 1.05
No. of reflections1666
No. of parameters201
No. of restraints1
H-atom treatmentH-atom parameters constrained
Δρmax, Δρmin (e Å3)0.13, 0.17

Computer programs: KappaCCD Reference Manual (Nonius, 1998), DENZO and SCALEPACK (Otwinowski & Minor, 1997), SIR92 (Altomare et al., 1994), SHELXL97 (Sheldrick, 1997), ORTEPIII (Burnett & Johnson, 1996) and ORTEP-3 (Farrugia, 1997).

Selected geometric parameters (Å, º) top
Cl1—C121.767 (2)N5—C121.423 (3)
Cl2—C121.757 (3)N5—C61.425 (3)
S3—C21.753 (3)N5—C41.478 (3)
S3—C191.783 (4)C2—C31.514 (3)
N1—C21.276 (3)C3—C41.520 (3)
N1—C111.414 (3)C4—C121.495 (3)
C2—S3—C19101.86 (14)N5—C4—C1257.18 (13)
C2—N1—C11121.59 (19)N5—C4—C3115.77 (17)
C12—N5—C6122.67 (17)C12—C4—C3120.73 (17)
C12—N5—C462.03 (13)N5—C12—C460.79 (13)
C6—N5—C4123.43 (17)N5—C12—Cl2121.25 (16)
N1—C2—C3124.8 (2)C4—C12—Cl2120.58 (16)
N1—C2—S3120.78 (18)N5—C12—Cl1115.69 (16)
C3—C2—S3114.29 (16)C4—C12—Cl1120.81 (16)
C2—C3—C4105.60 (17)Cl2—C12—Cl1110.06 (13)
 

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