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The molecular structure of 1-methylpyrrolidine-2,5-dione, C5H7NO2, corresponds to the dicarbonyl tautomer with an envelope ring conformation. The packing is stabilized by weak intermolecular hydrogen bonds and presents push-pull nucleophile-electrophile interactions of the carbonyl groups.

Supporting information

cif

Crystallographic Information File (CIF) https://doi.org/10.1107/S0108270199016170/gs1047sup1.cif
Contains datablocks global, I

hkl

Structure factor file (CIF format) https://doi.org/10.1107/S0108270199016170/gs1047Isup2.hkl
Contains datablock I

CCDC reference: 145534

Comment top

L'une des préoccupations actuelles de notre laboratoire est d'effectuer des tautomérizations photochimiques en matrice et à l'état cristallisé et de suivre cette évolution par spectrométrie infrarouge par transformée de Fourier. Nous avons choisi de mener une telle expérience sur le succinimide (Mason, 1961) et le méthyl succinimide, (I), car ces composés qui ne sont pas complexes, sont susceptibles de présenter différentes formes tautomériques. Les spectres infrarouges de ces deux composés avant photoisomérization sont assez différents. En effet, on observe pour le succinimide une bande large avec épaulements à 3379, 3286, 3049 e t 2988 cm-1 dans le domaine νN—H et νO—H et quatre bandes dans le domaine νCO situées à 1783, 1773, 1723 e t 1696 cm-1. Le méthyl succinimide ne présente pas de bande large dans le domaine νN—H et νO—H mais une raie à 3439 cm-1. Cette différence notable dans les spectres infrarouges a motivé la détermination structurale du méthyl succinimide en vue d'identifier la structure moléculaire et d'analyser les interactions intermoléculaires avant d'aborder l'étude de la photoisomérization en matrice cryogénique et à l'état cristallisé. \scheme

Les longueurs de liaison sont compatibles avec celles du succinimide (Mason, 1961) et du phényl succinimide (Taira et al., 1988). Les valeurs des distances C3O3 [1,209 (2) Å] et C5O5 [1,207 (2) Å] mettent nettement en évidence qu'à l'état cristallisé, l'espèce tautomérique présente est la forme diacétone. Par rapport au succinimide et au phényl succinimide, il n'y a pas d'écart notable en ce qui concerne les angles de valence.

L'analyse de l'empilement moléculaire fait ressortir des interactions de type liaison hydrogène d'une part et nucléophile-électrophile d'autre part. Les liaisons hydrogènes de type faible mais dont l'importance n'est plus à prouver (Puranik et al., 1992; Sarma & Desiraju, 1986; Steiner, 1997), sont caractérisées par les distances interatomiques O3···H12—C1, O3···H43—C4, O3···H21—C2 et O5···H22—C2 (voir Tableau 2). En ce qui concerne les interactions nucléophile-électrophiles (Burgi et al., 1973; Burgi, Lehn & Wipff, 1974; Burgi, Dunitz & Shefter, 1974; Cossu et al., 1987), les carbonyles C3O3 et C5O5 subissent l'action du nucléophile O5 caractérisée par les interactions O5···C3O3 et O5···C5O5 dont les distances sont respectivement égales à 3,331 (3) e t 3,381 (3) Å.

La détermination de la conformation du cycle à cinq atomes basée sur la méthode de Cremer & Pople (1975) conduit à une valeur de l'angle de phase égale à 4,8°. Cette valeur proche de zéro degré indique que la conformation du cycle est pratiquement une forme enveloppe.

La détermination structurale de ce composé met en évidence la seule présence de la forme diacétone. L'analyse de l'empilement moléculaire montre que les liaisons hydrogènes de type O···H—C couplées avec les interactions nucléophile-électrophiles de type C O···CO assurent la cohésion des molécules dans le cristal.

Experimental top

Les cristaux ont été obtenus par évaporation lente du produit Aldrich dans le toluène.

Refinement top

Les hydrogènes ont été obtenus par Fourier différence.

Computing details top

Data collection: CAD-4 Software (Enraf-Nonius, 1989); cell refinement: CAD-4 Software; data reduction: SDP-Plus (Frenz, 1985); program(s) used to solve structure: MULTAN80 (Main et al., 1980); program(s) used to refine structure: SDP-Plus; molecular graphics: ORTEP-3 for Windows (Farrugia, 1997); software used to prepare material for publication: MolEN (Fair, 1990).

Figures top
[Figure 1] Fig. 1. Dessin ORTEP-3 for Windows (Farrugia, 1997) du composé (I). Les ellipsoïdes sont représentés à 50% de probabilité. La représentation des hydrogènes est arbitraire.
N-méthyl succinimide top
Crystal data top
C5H7NO2F(000) = 240
Mr = 113.12Dx = 1.37 Mg m3
Monoclinic, P21/nMo Kα radiation, λ = 0.71073 Å
a = 9.101 (1) ÅCell parameters from 25 reflections
b = 6.073 (1) Åθ = 10–16°
c = 10.312 (1) ŵ = 0.11 mm1
β = 106.28 (1)°T = 294 K
V = 547.1 (2) Å3Prism, colourless
Z = 4.00.4 × 0.3 × 0.2 mm
Data collection top
Enraf-Nonius CAD-4
diffractometer
θmax = 26.0°, θmin = 2.6°
θ/2θ scansh = 119
1239 measured reflectionsk = 07
1079 independent reflectionsl = 212
782 reflections with I > 3σ(I)3 standard reflections every 60 min
Rint = 0.014 intensity decay: 7.1%
Refinement top
Refinement on F0 restraints
Least-squares matrix: fullH-atom parameters not refined
R[F2 > 2σ(F2)] = 0.042w = 4Fo2/(σ2(Fo2) + 0.0016Fo4)
wR(F2) = 0.053(Δ/σ)max < 0.001
S = 1.87Δρmax = 0.17 e Å3
782 reflectionsΔρmin = 0.16 e Å3
73 parameters
Crystal data top
C5H7NO2V = 547.1 (2) Å3
Mr = 113.12Z = 4.0
Monoclinic, P21/nMo Kα radiation
a = 9.101 (1) ŵ = 0.11 mm1
b = 6.073 (1) ÅT = 294 K
c = 10.312 (1) Å0.4 × 0.3 × 0.2 mm
β = 106.28 (1)°
Data collection top
Enraf-Nonius CAD-4
diffractometer
Rint = 0.014
1239 measured reflections3 standard reflections every 60 min
1079 independent reflections intensity decay: 7.1%
782 reflections with I > 3σ(I)
Refinement top
R[F2 > 2σ(F2)] = 0.0420 restraints
wR(F2) = 0.053H-atom parameters not refined
S = 1.87Δρmax = 0.17 e Å3
782 reflectionsΔρmin = 0.16 e Å3
73 parameters
Fractional atomic coordinates and isotropic or equivalent isotropic displacement parameters (Å2) top
xyzUiso*/Ueq
C10.2900 (2)0.1087 (3)1.0042 (2)0.0513 (5)
C20.1698 (2)0.2878 (3)0.9770 (2)0.0516 (5)
C30.0352 (2)0.1921 (3)0.8737 (2)0.0433 (4)
N40.0788 (1)0.0054 (2)0.8319 (1)0.0398 (4)
C50.2292 (2)0.0578 (3)0.8959 (2)0.0421 (4)
O30.0916 (1)0.2692 (2)0.8304 (1)0.0696 (4)
O50.2945 (1)0.2163 (2)0.8681 (1)0.0664 (4)
C40.0179 (2)0.1313 (3)0.7206 (2)0.0617 (6)
H110.39400.15701.00300.0507*
H120.29800.03901.08800.0507*
H210.14000.34601.06500.0507*
H220.20100.42300.93700.0507*
H410.01300.27400.73400.0507*
H420.00300.07600.62600.0507*
H430.13500.11800.72800.0507*
Atomic displacement parameters (Å2) top
U11U22U33U12U13U23
C10.0429 (8)0.050 (1)0.056 (1)0.0004 (8)0.0055 (8)0.0010 (9)
C20.0558 (9)0.0413 (9)0.0554 (9)0.0017 (8)0.0117 (8)0.0053 (9)
C30.0428 (7)0.0456 (9)0.0423 (8)0.0066 (7)0.0131 (6)0.0050 (8)
N40.0377 (6)0.0390 (6)0.0409 (7)0.0019 (6)0.0078 (5)0.0013 (7)
C50.0400 (7)0.0375 (8)0.0497 (9)0.0031 (7)0.0140 (6)0.0035 (8)
O30.0504 (6)0.0764 (8)0.0753 (9)0.0248 (6)0.0068 (7)0.0050 (8)
O50.0569 (7)0.0526 (7)0.0898 (9)0.0148 (6)0.0209 (7)0.0089 (7)
C40.059 (1)0.062 (1)0.057 (1)0.007 (1)0.0043 (9)0.017 (1)
Geometric parameters (Å, º) top
C1—C21.512 (2)C3—O31.209 (2)
C1—C51.493 (2)N4—C51.380 (2)
C1—H110.9933N4—C41.452 (2)
C1—H120.9503C5—O51.207 (2)
C2—C31.497 (2)C4—H410.9091
C2—H211.0787C4—H421.0743
C2—H220.9922C4—H431.0935
C3—N41.371 (2)
O3···H12i2.68O5···H22iv2.52
O3···H43ii2.49O5···C3v3.331 (3)
O3···H21iii2.66O5···C5v3.381 (3)
C2—C1—C5104.5 (1)N4—C3—O3123.6 (1)
C2—C1—H11115.30C3—N4—C5112.8 (1)
C2—C1—H12111.06C3—N4—C4123.0 (1)
C5—C1—H11110.35C5—N4—C4123.8 (1)
C5—C1—H12107.30C1—C5—N4108.2 (1)
H11—C1—H12108.01C1—C5—O5127.9 (1)
C1—C2—C3105.0 (1)N4—C5—O5124.0 (1)
C1—C2—H21114.89N4—C4—H41106.80
C1—C2—H22113.43N4—C4—H42110.67
C3—C2—H21112.28N4—C4—H43107.05
C3—C2—H22107.18H41—C4—H42108.91
H21—C2—H22104.05H41—C4—H43108.72
C2—C3—N4108.2 (1)H42—C4—H43114.40
C2—C3—O3128.2 (2)
C1—C2—C3—N47.5 (2)O5—C5—C1—H1146.2
C1—C2—C3—O3173.1 (2)O5—C5—C1—H1271.5
C2—C3—N4—C50.4 (2)C4—N4—C5—C1179.9 (2)
C2—C3—N4—C4172.5 (2)C4—N4—C5—O51.8 (2)
C3—N4—C5—C17.1 (2)H11—C1—C2—C3132.2
C3—N4—C5—O5174.7 (2)H11—C1—C2—H21104.1
C3—N4—C4—H41155.9H11—C1—C2—H2215.5
C3—N4—C4—H4285.8H12—C1—C2—H2119.4
C3—N4—C4—H4339.3H12—C1—C2—H22139.1
N4—C5—C1—C211.3 (2)H12—C1—C2—C3104.2
N4—C5—C1—H11135.7H21—C2—C3—O347.7
N4—C5—C1—H12106.6H21—C2—C3—N4132.8
C5—C1—C2—C311.1 (2)H22—C2—C3—O366.2
C5—C1—C2—H21134.8H22—C2—C3—N4113.2
C5—C1—C2—H22105.5H41—C4—N4—C531.8
O3—C3—N4—C5179.9 (2)H42—C4—N4—C586.4
O3—C3—N4—C46.9 (2)H43—C4—N4—C5148.4
O5—C5—C1—C2170.6 (2)
Symmetry codes: (i) x1/2, y1/2, z1/2; (ii) x1/2, y1/2, z+3/2; (iii) x, y1, z+2; (iv) x, y+1, z; (v) x+1/2, y+1/2, z+3/2.

Experimental details

Crystal data
Chemical formulaC5H7NO2
Mr113.12
Crystal system, space groupMonoclinic, P21/n
Temperature (K)294
a, b, c (Å)9.101 (1), 6.073 (1), 10.312 (1)
β (°) 106.28 (1)
V3)547.1 (2)
Z4.0
Radiation typeMo Kα
µ (mm1)0.11
Crystal size (mm)0.4 × 0.3 × 0.2
Data collection
DiffractometerEnraf-Nonius CAD-4
diffractometer
Absorption correction
No. of measured, independent and
observed [I > 3σ(I)] reflections
1239, 1079, 782
Rint0.014
(sin θ/λ)max1)0.617
Refinement
R[F2 > 2σ(F2)], wR(F2), S 0.042, 0.053, 1.87
No. of reflections782
No. of parameters73
H-atom treatmentH-atom parameters not refined
Δρmax, Δρmin (e Å3)0.17, 0.16

Computer programs: CAD-4 Software (Enraf-Nonius, 1989), CAD-4 Software, SDP-Plus (Frenz, 1985), MULTAN80 (Main et al., 1980), SDP-Plus, ORTEP-3 for Windows (Farrugia, 1997), MolEN (Fair, 1990).

Selected geometric parameters (Å, º) top
C1—C21.512 (2)C3—O31.209 (2)
C1—C51.493 (2)N4—C51.380 (2)
C2—C31.497 (2)N4—C41.452 (2)
C3—N41.371 (2)C5—O51.207 (2)
O3···H12i2.68O5···H22iv2.52
O3···H43ii2.49O5···C3v3.331 (3)
O3···H21iii2.66O5···C5v3.381 (3)
C2—C1—C5104.5 (1)C3—N4—C4123.0 (1)
C1—C2—C3105.0 (1)C5—N4—C4123.8 (1)
C2—C3—N4108.2 (1)C1—C5—N4108.2 (1)
C2—C3—O3128.2 (2)C1—C5—O5127.9 (1)
N4—C3—O3123.6 (1)N4—C5—O5124.0 (1)
C3—N4—C5112.8 (1)
Symmetry codes: (i) x1/2, y1/2, z1/2; (ii) x1/2, y1/2, z+3/2; (iii) x, y1, z+2; (iv) x, y+1, z; (v) x+1/2, y+1/2, z+3/2.
 

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