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研究生: 陳柏強
Po-Chiang Chen
論文名稱: 過渡金屬催化二烯炔類化合物的環化反應
Transition-Metal Catalyzed Cyclization of Dienyne
指導教授: 劉瑞雄
Rai-Shung Liu
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: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 183
中文關鍵詞: 催化劑二烯炔環化反應
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  • 摘 要

    本論文主要是在針對二烯炔類化合物與金(Gold)催化劑反應的探討:首先會先就二烯炔類上官能基改變所造成的影響作探討;接下來將介紹利用串聯式(Tandem)的方法來改良反應。

    首先觀察在二烯炔類化合物上置換不同的官能基(酯基、醇基、酮基、末端炔、非末端炔等等)的變化。

    接著我們分別利用有機與金屬催化劑及金屬催化劑行串聯式(Tandem)的催化反應,使 3-en-1-yn-5-al 與環狀酮行醛-醇縮合反應(Aldol condensation),將反應的合成步驟大大的減少,而提高效率。


    This work investigates the feasibility of catalytic cyclization of 6,6-disubstituted 3,5-dien-1-ynes via a 1,7-hydrogen shift. On the basis of this structure-activity relationship, we conclude that such a [1,7]-hydrogen shift is characterized by a “protonic” hydrogen shift, which should be catalyzed by π-alkyne activators. We prepared various 6,6-disubstituted 3,5-dien-1-ynes bearing various functional group, and found their thermal cyclizations to be greatly enhanced by AuCl3.

    To achieve the atom economy, we have developed a tandem aldol condensation-dehydration and aromatization catalysis between cycloalkanones and special 3-en-1-yn-5-als using the weakly acidic catalyst CpRu(PPh3)2Cl and connected organocatalyst & AuCl3.

    The deuterium-labelling experiments reveal two operable pathways for metal-catalyzed [1,7]-hydrogen shift of 3,5-dien-1-ynes. Either concerted [1,7]-hydrogen shift or proceeds through a proton dissociation and reprotonation process.

    目 錄 摘 要 I 謝 誌 III 目 錄 IV 圖 目 錄 VI 附表目錄 VIII 縮寫對照表 IX 第一章 二烯炔類分子的環化反應 第一節 緒 論 1 第二節 文獻回顧 2 2.1. 前言 2 2.2. 過渡金屬活化炔類分子的反應 2 2.3. 金金屬運用在催化反應 4 2.4. 金金屬活化烯炔類分子的環化反應 6 2.5. 二烯炔類分子的電環反應 8 2.6. 利用過渡金屬環化二烯炔類 9 2.7. 有機及金屬催化劑運用在醛-醇縮合反應 10 第三節 結果與討論 13 3.1. 實驗動機與構思 13 3.2. 有機催化劑的合成 15 3.3. 基質的合成 16 3.4. 反應條件的最佳化 22 3.5. 芳香族化合物官能基容忍度測試 23 3.6. 六員環化合物官能基容忍度測試 25 3.7. 利用有機及金屬催化劑作串聯式催化反應 29 3.7-1. 芳香族化合物官能基容忍度測試 31 3.7-2. 六員環化合物官能基容忍度測試 33 3.8. 單一金屬催化劑作串聯式催化反應 36 3.9. 反應機構討論 41 第四節 結 論 44 第二章 實驗部份 第一節 實驗藥品之中英文對照表 45 第二節 實驗的一般操作 48 第三節 化合物的合成 51 第三章 參考文獻 102 附錄 106 圖目錄 圖一 :過渡金屬活化炔類分子的機制 3 圖二 :以metal-vinylidene為反應中間體 3 圖三 :以π-alkyne為中間體 4 圖四 :金金屬催化嵌入反應 (一) 4 圖五 :金金屬催化嵌入反應 (二) 5 圖六 :利用金金屬行擴環反應 5 圖七 :利用金金屬分裂碳-碳雙鍵 6 圖八 :利用金金屬行環化反應 (一) 6 圖九 :利用金金屬行環化反應 (二) 7 圖十 :利用金金屬行環化反應 (三) 7 圖十一:二烯炔類化合物電環反應的機構 8 圖十二:二烯炔類經由光化學反應 9 圖十三:鎢金屬催化二烯炔類化合物 9 圖十四:鉑金屬催化二烯炔類化合物 10 圖十五:釕金屬催化醛-醇縮合反應 11 圖十六:有機催化劑催化醛-醇縮合反應 11 圖十七:有機催化劑的反應基構 12 圖十八:利用釕金屬催化 cis-3-en-1-ynes 分子 13 圖十九:利用釕金屬催化 3,5-dien-1-yne 分子 14 圖二十:利用釕金屬催化鄰-乙炔-苯乙烯分子 15 圖二十一:有機催化劑的合成 15 圖二十二:化合物 1-s 的合成 18 圖二十三:化合物11-s的合成 20 圖二十四:反應條件最佳化 22 圖二十五:芳香族化合物官能基容忍度測試 25 圖二十六:六員環化合物官能基容忍度測試 27 圖二十七:串聯式 (Tandem) 催化反應示意圖 30 圖二十八:3-en-1-yn-5-al 的環化反應 30 圖二十九:串聯式催化官能基容忍度測試 (一) 31 圖三十 :串聯式催化官能基容忍度測試 (二) 33 圖三十一:單一金屬做串聯式催化比較 36 圖三十二:單一金屬的串聯式反應 37 圖三十三:同位素標定探討反應機構 41 圖三十四:反應機構示意圖 42 圖三十五:化合物 2-s 的合成 59 圖三十六:化合物 3-s 的合成 61 圖三十七:化合物 4-s 的合成 65 圖三十八:化合物 5-s 的合成 68 圖三十九:化合物 6-s 的合成 71 圖四十 :化合物 7-s 的合成 73 圖四十一:化合物 8-s 的合成 77 圖四十二:化合物 9-s 的合成 80 圖四十三:化合物 10-s 的合成 84 圖四十四:化合物 11-s 的合成 88 圖四十五:化合物 12-s 的合成 91 圖四十六:化合物 13-s 的合成 94 圖四十七:化合物 14-s 的合成 97 附表目錄 表(一):基質的統整 (一) 19 表(二):基質的統整 (二) 21 表(三):基質與產物 (一) 27 表(四):基質與產物 (二) 34 附圖目錄 化合物1-d的1H-NMR光譜圖 106 化合物1-d的13C-NMR光譜圖 107 化合物1-s的1H-NMR光譜圖 108 化合物1-s的13C-NMR光譜圖 109 化合物1-p的1H-NMR光譜圖 110 化合物1-p的13C-NMR光譜圖 111 化合物2-s的1H-NMR光譜圖 112 化合物2-s的13C-NMR光譜圖 113 化合物2-p的1H-NMR光譜圖 114 化合物2-p的13C-NMR光譜圖 115 化合物3-s的1H-NMR光譜圖 116 化合物3-s的13C-NMR光譜圖 117 化合物4-b的1H-NMR光譜圖 118 化合物4-b的13C-NMR光譜圖 119 化合物4-s的1H-NMR光譜圖 120 化合物4-s的13C-NMR光譜圖 121 化合物4-p的1H-NMR光譜圖 122 化合物4-p的13C-NMR光譜圖 123 化合物5-s的1H-NMR光譜圖 124 化合物5-s的13C-NMR光譜圖 125 化合物5-p的1H-NMR光譜圖 126 化合物5-p的13C-NMR光譜圖 127 化合物6-s的1H-NMR光譜圖 128 化合物6-s的13C-NMR光譜圖 129 化合物6-p的1H-NMR光譜圖 130 化合物6-p的13C-NMR光譜圖 131 化合物7-s的1H-NMR光譜圖 132 化合物7-s的13C-NMR光譜圖 133 化合物7-p的1H-NMR光譜圖 134 化合物7-p的13C-NMR光譜圖 135 化合物8-s的1H-NMR光譜圖 136 化合物8-s的13C-NMR光譜圖 137 化合物8-m的1H-NMR光譜圖 138 化合物8-m的13C-NMR光譜圖 139 化合物8-p的1H-NMR光譜圖 140 化合物8-p的13C-NMR光譜圖 141 化合物9-s的1H-NMR光譜圖 142 化合物9-s的13C-NMR光譜圖 143 化合物9-m的1H-NMR光譜圖 144 化合物9-m的13C-NMR光譜圖 145 化合物9-p的1H-NMR光譜圖 146 化合物9-p的13C-NMR光譜圖 147 化合物10-s的1H-NMR光譜圖 148 化合物10-s的13C-NMR光譜圖 149 化合物10-m的1H-NMR光譜圖 150 化合物10-m的13C-NMR光譜圖 151 化合物10-p的1H-NMR光譜圖 152 化合物10-p的13C-NMR光譜圖 153 化合物11-s的1H-NMR光譜圖 154 化合物11-s的13C-NMR光譜圖 155 化合物11-m的1H-NMR光譜圖 156 化合物11-m的13C-NMR光譜圖 157 化合物11-p的1H-NMR光譜圖 158 化合物11-p的13C-NMR光譜圖 159 化合物12-s的1H-NMR光譜圖 160 化合物12-s的13C-NMR光譜圖 161 化合物12-m的1H-NMR光譜圖 162 化合物12-m的13C-NMR光譜圖 163 化合物12-p的1H-NMR光譜圖 164 化合物12-p的13C-NMR光譜圖 165 化合物13-s的1H-NMR光譜圖 166 化合物13-s的13C-NMR光譜圖 167 化合物13-m的1H-NMR光譜圖 168 化合物13-m的13C-NMR光譜圖 169 化合物13-p的1H-NMR光譜圖 170 化合物13-p的13C-NMR光譜圖 171 化合物14-s的1H-NMR光譜圖 172 化合物14-s的13C-NMR光譜圖 173 化合物14-m的1H-NMR光譜圖 174 化合物14-m的13C-NMR光譜圖 175 化合物22-m的1H-NMR光譜圖 176 化合物22-m的13C-NMR光譜圖 177 化合物22-p的1H-NMR光譜圖 178 化合物22-p的13C-NMR光譜圖 179 化合物23-m的1H-NMR光譜圖 180 化合物23-m的13C-NMR光譜圖 181 化合物23-p的1H-NMR光譜圖 182 化合物23-p的13C-NMR光譜圖 183

    參考文獻

    (1) Kong, A.; Han, X.;Lu, X. Org. Lett. 2006, 8, 1339.
    (2) (a) Tichenor, M.; Friese, S. J.; O’Connor, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3506. (b) Friese, S. J.;Zakharov, L.;Rodgers, B. L.; O’Connor, J. M.;Rheingold, A. L. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9346.
    (3) Croatt, M. P.;Deschamps, N. M.;Wender, P. A. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 2459.
    (4) Martı´n-Matute, B.; Nevado, C.; Ca´rdenas, D. J. Echavarren, A. M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5757.
    (5) Georgy, M.; Boucard, V.; Campagne, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14180.
    (6) Sherry, B. D.; Toste, F. D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15978.
    (7) Jung, H. H.; Floreancig, P. E. Org. Lett. 2006, 8, 1949.
    (8) Buzas, A.; Istrate, F.; Gagosz, F. Org. Lett. 2006, 8, 1957.
    (9) Nguyen, R. V.; Yao, X.; Li, C. J. Org. Lett. Received March 30, 2006
    (10) (a) Young, B. A.; Logan, S. L.; Selegue, J. P. Organometallics 1991, 10, 1972. (b) Trost, B. M. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 695. (c) Pauly, M. E. Merlic, G. A. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11319. (d) Friese, S. J. Tichenor, M. ; O’Connor, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3506. (e) Martı´n-Matute, B.; Nevado, C.; Ca´rdenas, D. J.; Echavarren, A. M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5757.
    (11) Mamane, V.; Hannen, P.; Fürstner, A. Chem. Eur. J. 2004, 10, 4556.
    (12) Yang, C. G.; He, C. J. AM. CHEM. SOC. 2005, 127, 6966.
    (13) Nguyen, R. V.; Yao, X. Q.; Bohle, D. S.; Li, C. J. Org. Lett., 2005, 7, 673
    (14) Markham, J. P.; Staben, S. T.; Toste, F. D. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9708
    (15) Xing, D.; Guan, B.; Cai, G.; Fang, Z.; Yang, L.; Shi, Z. Org. Lett. 2006, 8, 693.
    (16) Suhre, M. H.; Reif, M.; Kirsch, S. F. Org. Lett. 2005, 7, 3925.
    (17) Gorin, D. J.; Davis, N. R.; Toste, F. D. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11260.
    (18) Yao, X.; Li, C. J. Org. Lett. 2006, 8, 1953.
    (19) (a) Hopf, H.;Musso, H. Angew. Chem. 1969, 81, 704; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1969, 8, 680. (b) Greshock, J. H.; Funk, R. L. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4946. (c) Hess, B. A.; Jr. J. Org. Chem. 2001, 66, 5897.
    (20) Mella, M.; Freccero, M.; Albini, A. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 10311.
    (21) (a) Maeyama, K.; Iwasawa, N. J. Org. Chem. 1999, 64, 1344. (b) Miura, T.; Iwasawa, N. J. Am. Chem. Soc. 2002, 9124, 519.
    (22) Dankwardt, J. W. Tetrahedron Letters 2001, 42, 5809.
    (23) Irie, K.; Watanabe, K. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1980, 53, 1366.
    (24) (a) List, B.; Lerner, R. A.; Barbas, C. F., III. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2395. (b) List, B.;
    Pojarliev, P.; Castello, C. Org. Lett. 2001, 3, 573. (c) Pidathala, D.; Hoang, L.; Vignola, N.; List, B. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 2785. (d) Sakthivel, K.; Notz, W.; Bui, T.; Barbas, C. F., III. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5260. (e) Thayumanavan, R.; Tanaka, F.; Barbas, C. F., III. Org. Lett. 2004, 6, 3541.
    (25) Kazemi, F.; Iranpoor, N. Tetrahedron 1998, 54, 9475.
    (26) Mei, Y.; Li, H.; Wang, J.; Wang, W. Org. Lett., 2005, 7, 601.
    (27) (a)Northrup, A. B.; MacMillan, D. W. C. J. Am. Chem.
    Soc. 2002, 124, 6798. (b) Northrup, A. B.; Mangion, I. K.; Hettche, F.;
    MacMillan, D. W. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 2152. (c) Northrup, A. B.; MacMillan, D. W. C. Science 2004, 305, 1752. (d) Pan, Q.; Zou, B.; Wang, Y.; Ma, D. Org. Lett. 2004, 6, 1009.
    (28) (a) Wang, W.; Wang, J.; Li, H.; Liao, L.-X. Tetrahedron Lett., 2004, 45, 7235. (b) Wang, W.; Wang, J.; Li, H. Tetrahedron Lett. 2004, 45, 7243. (c) Wang, W.; Wang, J.; Li, H. Org. Lett. 2004, 6, 2817. (d) Wang, W.; Li, H.; Wang, J.; Liao, L.-X. Tetrahedron Lett. 2004, 45, 8229.
    (29) Datta, S.; Odedra, A.; Liu, R. S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11606.
    (30) (a) Manoharan, M.; Breiner, B.; Lewis, F. D.; Alabugin, L. V. J. AM. CHEM. SOC. 2003, 125, 9329. (b) Lin, Y. L.; Turos, E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 856. (c) Kless, A.; Nendel, M.; Wilsey, S.; Houk, K. N. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 4524. (d) Hess, B. A.; Jr.; Baldwin, J. E. J. Org. Chem. 2002, 67, 6025.
    (31) Aitken, R. A.; Boeters, C.; Morrison, J. J. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1997, 1, 2625.
    (32) Lian, J. J.; Odedra, A.; Wu, C. J.; Liu, R. S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 4186.
    (33) Madhushaw, R. J.; Lo, C. Y.; Hwang, C. W.; Su, M. D.; Shen, H. C.; Pal, S.; Shaikh, I. R.; Liu, R. S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15560.
    (34) Singh, S. B.; Herald, D. L.; Lloyd-Williams, P.; Kantoci, D.; Burkett, D. D.; Barkbczy, J.; Hogan, F.; Wardlaw, T. R. Pettit, G. R. J. Org. Chem. 1994, 59, 6287.
    (35) Baker, C. T.; Mattson, M. N.; Helquist, P. Tetrahedron Letters 1995, 36, 7015.
    (36) Doty, M. J.; Han, X.; Larock, R. C. J. Org. Chem. 1999, 64, 8770.
    (37) Formation of a metal enolate requires a base whereas an acid favors dehydration of the aldol product. We envisage that CpRu(PPh3)2Cl undergoes dissociation in solution to form CpRu(PPh3)Cl and free PPh3, which are actually Lewis acid and base respectively.
    (38) Nakamura, I.; Mizushima, Y.; Yamamoto, Y. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15022.
    (39) (a) Fürstner, A.; Davies, P.W.; Gress, T. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8244. (b) Qian, H.; Han, X.; Widenhoefer, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9536.
    (40) (a) Kennedy-Smith, J. J.; Staben, S.; Toste, D. D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4526. (b) Gorin, D. J.; Davies, N. R.; Toste, F. D. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11260.
    (41) (a) Zhang, L.; Kozmin, S. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6962. (b) Shi, Z.; He, C. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13596.

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