簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 林羽祥
Yu Shang Lin
論文名稱: 三氟甲磺酸-3,5,5-三甲基-4-側氧基-1,5-環己二烯酯之 Diels-Alder 反應研究
The Diels-Alder reactions studies of 3,3,5-trimethyl-4-oxo- 1,5cyclohexadienyltrifluoromethanesulfonate
指導教授: 廖俊臣教授
Chun-Chen Liao
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2001
畢業學年度: 89
語文別: 中文
中文關鍵詞: Diels-Alder 反應三氟甲磺酸-3,5,5-三甲基-4-側氧基-1,5-環己二烯酯
外文關鍵詞: Diels-Alder reactions, 3,3,5-trimethyl-4-oxo- 1,5cyclohexadienyltrifluoromethanesulfonate
相關次數: 點閱:2下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本論文研究係探討三氟甲磺酸-3,3,5-三甲基-4-側氧基-1,5-環己二烯酯與各種烯類的 Diels-Alder 反應及其應用性。
    三氟甲磺酸-3,3,5-三甲基-4-側氧基-1,5-環己二烯酯52分別與10種不同的親雙烯試劑進行分子間的 Diels-Alder 反應,可得單一產物、具高立體選擇性及位向選擇性的雙環[2.2.2]辛烯酮化合物。由理論計算發現,此類Diels-Alder反應,可由雙烯劑的最高填滿分子軌域 (HOMO) 係數與親雙烯試劑的最低未填滿分子軌域 (LUMO) 係數之相互關係加以解釋。此外,利用 RHF/STO-3G 在過渡態的探討上,也有一些成功的例子來加以證實實驗的數據。

    而將所得的 Diels-Alder 產物,以鈀催化還原 (Cacchi's conditions),可得不錯的產率,成功的印證了三氟甲磺酸-3,3,5-三甲基-4-側氧基-1,5-環己二烯酯52可做為2,6,6-三甲基-2,4-環己二烯酮28的對等物。後者易雙聚化,而三氟甲磺酸酯52為一穩定之化合物,不易進行雙聚化,較具有合成的價值。


    The Diels-Alder reactions of 3,3,5-trimethyl-4-oxo-1,5-cyclo -hexadienyl trifluoromethanesulfonate 52 with several dienophiles were performed and in most of the cases cycloaddition proceeded in highly regio- and stereoselective manner to produce a single bicyclo[2.2.2]octenone derivative in good to excellent yields. Theoretical calculations based on the frontier orbital theory suggests that the HOMO of diene and the LUMO of dienophile are involved in these reactions. We have also computed the transition-state energies of the Diels-Alder reaction by ab initio RHF/STO-3G method, which supports our experimental results.
    The Diels-Alder adducts obtained from the above reactions were reduced using palladium catalysis (Cacchi's conditions) to furnish the products that are identical to the adducts derived from 2,6,6-trimethyl- 2,4-cyclohexadienone (28). Thus cyclohexadienyl trifluoromethane- sulfonate 52 is a stable and non-dimerizing alternative to 2,6,6-trimethyl- 2,4-cyclohexadienone (28). Our investigations clearly showed that cyclohexa-dienone 52 is a powerful diene that react with electron-deficient dienophile to produce the corresponding Diels-Alder cycloadducts, which may have great synthetic potential.

    中文摘要………………………………………………………………….i 英文摘要…………………………………………………………………ii 謝誌……………………………………………………………………...iii 縮寫對照表……………………………………………………………...iv 目錄………………………………………………………………………v 第一章 緒論 1 第一節 雙環[2.2.2]辛烯酮化合物之合成與應用 1 第二節 2,6,6-三甲基-2,4-環己二烯酮 (2,6,6-trimethyl-2,4- cyclohexadienone) 之應用與合成方法 7 第三節 研究構思 14 第二章 結果與討論 16 第一節 三氟甲磺酸-3,3,5-三甲基-4-側氧基-1,5-環己二烯酯與烯類親雙烯試劑的 Diels-Alder 反應 16 2-1-1 結果 16 2-1-2 結構鑑定 20 2-1-3 理論計算的探討 28 第二節 鈀催化下雙環[2.2.2]辛二烯酮化合物的還原 34 2-2-1 三氟甲磺酸烯酯的應用 34 2-2-2 三氟甲磺酸烯酯的還原反應 36 2-2-3 結構鑑定 38 第三節 結論 45 第三章 實 驗 部 份 49 第一節 一般實驗方法 49 第二節 三氟甲磺酸-3,3,5-三甲基-4-側氧基-1,5-環己二烯酯與烯類Diels-Alder反應實驗步驟及化合物光譜資料 51 3-2-1 化合物61的合成 51 3-2-2 化合物62的合成 52 3-2-3 化合物63的合成 53 3-2-4 化合物64的合成 55 3-2-5 化合物65a和65b的合成 56 3-2-6 化合物66a和66b的合成 58 3-2-7 化合物67的合成 60 3-2-8 化合物68的合成 62 3-2-9 化合物69的合成 63 3-2-10 化合物70a和70b的合成 65 第三節 雙環[2.2.2]辛烯酮化合物的還原反應實驗步驟及化合物光譜資料 67 3-3-1 化合物71的合成 67 3-3-2 化合物72的合成 69 3-3-3 化合物73的合成 70 3-3-4 化合物74的合成 71 3-3-5a 化合物75a的合成 73 3-3-5b 化合物75b的合成 74 3-3-6 化合物76a和76b的合成 76 3-3-7 化合物77的合成 78 3-3-8 化合物78的合成 79 3-3-9 化合物79的合成 81 3-3-10a 化合物80a的合成 82 3-3-10b 化合物80b的合成 84 參考文獻 86 附錄 89

    1. Diels, O.; Alder, K. Ann., 1928, 460, 98.
    2. (a) Carruthers, W. Cycloaddition Reactions in Organic Synthesis, Pergamon: Oxford; 1990. (b) Desimoni, G.; Tacconi, G.; Barco, A.; Pollini, G. P. Natural Products Synthesis Through Pericyclic Reactions, ACS Monograph no. 180, American Chemical Society, Washington, DC, 1983. (c) Fringuelli, F.; Taticchi, A. Dienes in the Diels-Alder Reaction, John-Wiley: New York, 1990. (d) Ho, T. -L. Carbocyclic Ring Construction in Terpene Synthesis, VCH: Weinheim, 1988. (e) Curran, D. P., Ed.; Advances in Cycloaddition, JAI press: Greenwich, 1990, Vol. 1-3.
    3. Oppolzer, W. In Comprehensive Organic Synthesis, Combining C-C π-bonds; Trost, B. M.; Flemming, I.; Paquette, L. A., Eds.; Pergamon Press: Oxford, 1991; Vol. 5, Chapter 4.1.
    4. (a) Alder, K.; Flock, F. H.; Lessenich, H. Chem. Ber. 1957, 90, 1709. (b) Metlesics, W.; Wessely, F.; Budzikiewicz, H. Monatsh. Chem. 1958, 89, 102. (c) Yates, P.; Stevens, K. E. Tetrahedron 1981, 37, 4401. (d)Schultz, A. G.; Dittami, J. P.; Lavieri, F. P.; Salowey, C.; Sundararaman, P., Szymula, M. B. J. Org. Chem. 1984, 49, 4429. (e) Hirao, K.; Unno, S.; Miura, H.; Yonemitsu, O. Chem. Pharm. Bull. 1977, 25, 3354.
    5. Givens, R. S.; Oettle, W. F.; Coffin, R. L.; Carlson, R. G. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 3957.
    6. Paquett, L. A.; Oplinger, J. A. Tetrahetron 1987, 45, 107.
    7. (a) Arjona, O.; Medel, R.; Plumet, J. Tetrahedron Lett. 2001, 42, 1287. (b) Mehta, G.; Venkateswaran, R. V. Tetrahedron 2000, 56, 1399. (c) Gilday, J. P.; Paquette, L. A. Tetrahedron 1990, 22, 167.
    8. (a) Uyehara, T.; Osanai, K.; Sugimoto, M.; Suzuki, I.; Yamamoto, Y. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 7264. (b) 朱崇玄,清華大學,1994 年博士論文。
    9. Meinwald, J.; Franenglass, E. J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 2349.
    10. Liao, C.-C.; Chu, C.-S.; Lee, T.-H.; Rao, P. D.; Ko, San.; Song, L.-D.; Shiao, H.-C. J. Org. Chem. 1999, 64, 4102.
    11. Lui, W.-C.; Liao, C.-C. SynLett. 1998, 912.
    12. Gao, S.-Y.; Lin, Y.-L.; Rao, P. D.; Liao, C.-C. Synlett. 2000, 421.
    13. Hsu, D.-S.; Rao, P. D.; Liao, C.-C. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1998, 1795.
    14. Chen, C.-H.; Rao, P. D.; Liao, C.-C. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13254.
    15. (a) Widmer, E.; Zell, R.; Grass, H.; Marbet, R. Helv. Chim. Acta 1982, 65, 958. (b) Magee, T. V.; Stock, G.; Fludzinski, P. Tetrahedron Lett. 1995, 7607. (c) Oppolzer, W.; Briner, P. H; Snowden, R. L. Helv. Chim. Acta 1980, 63, 967. (d) Naf, F.; Decorzant, R.; Giersch, W.; Ohloff, G. Helv. Chim. Acta 1981, 64, 1387. (e) Widmer, E. Pure Appl. Chem. 1985, 57, 741.
    16. Brown, T. L.; Curtin, D. Y.; Fraser, R. R. Tetrahedron Lett. 1958, 4339.
    17. Bertrend, M.; Tesseire, P.; Pelerin, G. Tetrehedron Lett. 1980, 2051.
    18. Berge, J. M.; Rey, M.; Dreiding, A. S. Helv. Chim. Acta 1982, 65, 2230.
    19. Soukup, M.; Luka?, T.; Zell, R.; Roessler, F.; Steiner, K.; Widmer, E. Helv. Chim. Acta 1989, 72, 365.
    20. Curtin, D. Y.; Fraser, R. R. Tetrahedron Lett. 1958, 662.
    21. (a) Yang, M.-C.; Chang, S.-Y.; Lu, S.-S.; Rao, P. D.; Liao, C.-C. Synlett 1999, 225. (b) 楊明雄,清華大學,1994 年碩士論文。(c) 張仕羿,清華大學,1995 年碩士論文。(d) 呂學盛,清華大學,1996 年碩士論文。
    22. Peter, Z.; Bhavdeep, S. Chem. Rev. 1994, 94, 1621.
    23. Grummitt, O. G.; Ardis, A. E.; Fick, J. J. Am. Chem. Soc. 1950, 72, 5167.
    24. Danie, L. C.; Donald, H. L.; Xinghai. C. J. Org. Chem. 1997, 62, 8182.
    25. PC Spartan, v 1.5, Wave Function, Inc., 18401 Von Karman, Suite 370, Irvine, CA 92715.
    26. Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Jensen, J, H.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Gordon, M. S.; Ngugen, K. A.; Su, S.; Windus, T. L.; Elbert, S. T.; Montgonmery, J.; Dupuis, M. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347.
    27. Fleming, I. Frontier Orbitals and Organic Chemical Reaction, Wiley: New York, 1976.
    28. Soukup, M.; Lukac, T.; Roessler, Z. F.; Steiner, K.; Windmer, E. Helv. Chim. Acta 1989, 51, 686.
    29. McMurry, J. E.; Scott, W. J. Tetrahedron Lett. 1988, 21, 4313.
    30. Lipshutz, B. H.; Elworthy, T. R. J. Org. Chem. 1990, 55, 1695.
    31. Scott, W. J.; Stille, J. K. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 3033.
    32. Hatanaka, Y.; Hiyama, T. Tetrahedron Lett. 1990, 31, 2719.
    33. Scott, W. J.; Pena, M. R.; Sward, K.; Stoessel, S. J.; Stille, J. K. J. Org. Chem. 1985, 50, 2302.
    34. Crisp, G. T.; Scott, W. J.; Stille, J. K. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 7500.
    35. Takai, K.; Tagashira, M.; Kuroda, T.; Oshima, K.; Utimoto, K.; Nozaki, H. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 6048.
    36. (a) McMurry, J. E.; Mohanraj, S. Tetrahedron Lett. 1983, 24, 2723. (b) Chen, Q. Y.; Yang, Z. Y. Tetrahedron Lett. 1986, 27, 1171. (c) Cacchi, S.; Ciattini, P. G.; Morera, E.; Ortar, G. Tetrahedron Lett. 1986, 27, 3931. (d) Cacchi, S.; Ciattini, P. G.; Morera, E.; Ortar, G. Tetrahedron Lett. 1986, 27, 5541.
    37. Cacchi, S.; Morera, E.; Ortar, G. Tetrahedron Lett. 1984, 25, 4821.

    無法下載圖示 全文公開日期 本全文未授權公開 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
    QR CODE