GENERALITE SUR LES THIOSEMICARBAZONES

Les thiosemicarbazones sont une classe de composés appartenant à la famille de la base de Schiff. La structure chimique avec la numérotation de leurs atomes est représentée sur la figure 1 selon l’IUPAC [10]. Les substituants au niveau de l’azote 4-N peuvent être par exemple les atomes d’hydrogène, un groupe alkyle, ou une combinaison d’un atome d’hydrogène, un groupe alkyle, aryle, ou cyclique [11]. R1, R2, R3 et R4 = H, Aryle et Alkyl. Figure 1. : Structure chimique du thiosemicarbazone Ces composés sont généralement obtenus par la réaction de condensation de thiosemicarbazides avec des aldéhydes ou des cétones. Ils sont également connus pour leurs excellentes propriétés pour former des complexes organométalliques, ils se comportent comme des ligands chélatants

METHODES DE SYNTHESE DES THIOSEMICARBAZONES

L’intérêt des thiosemicarbazones en chimie médicinale a stimulé le développement de nouvelles méthodes de préparation de ces molécules. Les thiosemicarbazides représentent les principaux précurseurs permettant la préparation des thiosemicarbazones, à partir des aldéhydes ou des cétones. 

Synthèse des thiosemicarbazones

La synthèse des thiosemicarbazones est décrite par condensation d’un dérivé carbonyle, de type aldéhyde ou de type cétone avec les thiosemicarbazides dans un milieu alcoolique a reflux avec des quantités catalytiques d’acide [14-15]. Cette réaction est bien connue pour sa grande régéosélectivité, et elle présente généralement des rendements élevés [16, 17]. II.2 Réaction des thiosemicarbazides aves les aldéhydes aromatiques Cukurovali et coll. [28] ont préparé les thiosemicarbazones en faisant réagir la thiosemicarbazide avec différents aldéhydes aromatiques benzéniques, avec l’acide p-toluène sulfonique comme catalyseur. La réaction est chauffée entre 60 et 70oC pendant 1 h. Les produits finaux sont obtenus avec un rendement d’environ 90 % (Schéma 1). R1 = H, CH3 ; R2 = H, OCH3 ou NO2 Schéma 1. : Synthèse de thiosemicarbazone par réaction des thiosemicarbazides avec les aldéhydes aromatiques Une autre méthode de synthèse des thiosemicarbazones a été décrite par D. Mishra et coll. [19] La réaction consiste à faire réagir 4-aryl-3-thiosemicarbazides avec des aldéhydes aromatiques. Les 4-aryl-3-thiosemicarbazones sont obtenues avec de bons rendements (Schéma 1-1). R1 = H, CH3, Cl, FR2 = H, OCH3, Cl, N(CH3)2 Schéma 2. : Synthèse des 4-aryl-3-thiosemicarbazones II.3 Réaction des thiosemicarbazides avec les cétones D’une manière similaire, la condensation des cétones avec les thiosemicarbazides donne des dérivés de la thiosemicarbazone avec de bons rendements [20-21] en présence de catalyseurs acides (HCl, AcOH) (Schéma 1-2). 4 M. Dame GADIAGA R1 = Me, C6H5, 4-CH3-C6H4, 4-CH3O-C6H4, 2-furyl, 2-thienyl, 3-pyridyl. R3 = H, C6H5 ; R2 = Me, Ph. Schéma 3 : Synthèse de thiosemicarbazone par réaction des thiosemicarbazides avec les cétones

PRESENTATION DES THIOSEMICARBAZONES

Tautomérie

Les thiosemicarbazones présentent des formes relativement simples selon le nombre, la nature et la position des substituants. Les structures les plus simples sont représentées par la figure 2 : Figure 2. : Structures des thiosemicarbazones substituées Selon les cas, il est possible de distinguer (a) : – Les thiosemicarbazones de cétones : R et R’ = alkyle ou aryle – Les thiosemicarbazones d’aldéhydes : R = alkyle ou aryle et R » = H – Les thiosemicarbazones d’amides : R = alkyle ou aryle et R’ = NHR » – Les thiosemicarbazones d’esters : R = alkyle ou aryle et R’ = OR » Il est possible d’inclure d’autres thiosemicarbazones, présentant des substituants sur l’atome d’azote du thioamide (b) ou de l’hydrazine (c) ou sur l’atome de soufre du thioamide (d). Les thiosemicarbazones présentent le phénomène de tautomérie (Figure 3). À l’état solide, elles 5 M. Dame GADIAGA existent principalement sous la forme thione (1). En solution, toutefois, il existe un autre tautomère qui est la forme thiol (2). Figure 3. : Tautomérie des thiosemicarbazones En solution, une thiosemicarbazone se présente sous la forme d’un mélange des deux formes tautomériques : thione et thiol. La forme thione (1) se comporte généralement comme un ligand bidenté neutre alors que la forme thiol (2) conduit à la formation d’un ligand bidenté (ou tridenté) mono négatif par déprotonation.

Géométrie cis-trans

En général, l’atome de soufre (thiosemicarbazone) est en position trans (configuration E) par rapport à la double liaison C=N, cette configuration a été remarquée dans la plupart des thiosemicarbazones (formule I, figure 4). Il y a plusieurs facteurs électroniques et stériques qui contribuent à l’adoption de cet arrangement, il est probable que la configuration trans met l’amine et l’atome d’azote de l’azométhine dans une position convenable pour former des liaisons par pont hydrogène intramoléculaires. Lorsque le groupe amine terminal est une amine tertiaire, la thiosemicarbazone se cristallise, l’atome de soufre sera en position cis par rapport à la double liaison de l’azométhine (configuration Z) (structure II, figure 4). La substitution de l’atome d’hydrogène hydrazinique ne conduit pas à un changement de la configuration, mais la présence d’un substituant sur l’atome de soufre (fonction thioéther) fait que la molécule adopte une configuration Z (figure 4, III) .