銅金屬催化末端炔與羥胺之[2+2] 環化加成反應及銅金屬催化連烯烴醚與羥胺之[3+2]環化加成反應

簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表

研究生：	陳杰陽 Chen, Jie Yang
論文名稱：	銅金屬催化末端炔與羥胺之[2+2] 環化加成反應及銅金屬催化連烯烴醚與羥胺之[3+2]環化加成反應 Copper catalyzed [2+2]-cycloadditions of terminal alkynes with hydroxylamines & Copper catalyzed [3+2]-cycloadditions of allene ethers with hydroxylamines
指導教授：	劉瑞雄 Liu, Rai Shung
口試委員:	蔡易州 Tsai, Yi Chou 吳明忠 Wu, Mi Ju 劉瑞雄 Liu, Rai Shung
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：	2015
畢業學年度：	103
語文別：	中文
論文頁數：	160
中文關鍵詞：	銅催化、環化、羥胺
外文關鍵詞：	copper catalyzed, cycloaddition, hydroxyamine
相關次數：	點閱：3 下載：0
分享至:	分享至facebook 分享至twitter

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

第一章描述在充滿氧氣的環境下，使用銅金屬催化劑催化羥胺與末端炔進行[2+2]-環化加成反應生成β-內醯胺。β-內醯胺常常可以在具有生物活性的天然物分子中發現。本章的合成方式可以用在許多不同官能基的羥胺與末端炔，能有效率的進行環化加成反應。

第二章描述在充滿氧氣的環境下以銅金屬催化劑催化羥胺與連烯烴經由一鍋化反應生成噁唑烷。反應中使用羥胺作為基質進行反應提供了一個較為便利的方式合成噁唑烷，反應過程中有硝酮的生成。

In first chapter describes the copper-catalyzed [2+2]-cycloaddition of hydroxylamines with terminal alkynes in oxygen atmosphere to form corresponding β-lactams derivatives. β-lactam functionality commonly found in many natural products as well as biologically active molecules. The utility of this [2+2]-cycloaddition is manifested by wide scope of hydroxylamines and terminal alkynes.

The second chapter describes one-pot copper-catalyzed [3+2]-cycloaddition of hydroxylamine with allene ether in oxygen atmosphere to form isoxazolidine derivatives. The use hydroxylamines provides a more convenient method to access isoxazolidine derivatives through insitu generated nitrone.

目錄
摘要                                                      I
縮寫對照表                                              III
目錄                                                     IV
圖目錄                                                   XI
表目錄                                                  XIV

第一章 銅金屬催化末端炔與羥胺之[2+2]環化加成反應

第一節    緒論                                              2
1-1、介紹                                                 2
1-2、關於β-內醯胺                                        2
第二節    文獻回顧   
2-1、基努加沙反應之文獻回顧                                4
2-1-1、基努加沙反應 （Kinugasa Reaction）                     4
2-1-2、藉由基努加沙反應合成反式β-內醯胺                  5
2-1-3 、藉由基努加沙反應進行非鏡相選擇合成 Carbapenams    6
2-1-4、經基努加沙反應合成出高立體選擇性的 α-氨-β-內醯胺 7
2-1-5、分子內基努加沙反應合成β-內醯胺                    8
2-1-6、 銠催化末端炔與亞胺發生氧化的[2+2]-環化加成        9
2-2、羥胺合成硝酮之文獻回顧                              10
    2-2-1、光誘導羥胺與氧氣進行氧化反應生成硝酮             10
2-2-2、對苯二酚催化羥胺與氧氣進行氧化反應生成硝酮        10
2-2-3、銅催化羥胺氧化生成硝酮與應用                      11
第三節  結果與討論                                       12
3-1、實驗動機                                            12               
3-2、反應條件最佳化                                      12
3-3、末端炔之官能基容忍度測試                            14   
3-4、羥胺之官能基容忍度測試                              17
3-5、反應機構探討                                       20
第四節  結論                                             21
第五節  實驗部份                                         22
5-1、實驗的一般操作                                     22
5-2、基質合成                                            24
5-3、 催化步驟                                           44
第六節  文獻參考                                         45
第七節  光譜資料                                         48
第八節  X-ray 單晶繞射資料                               57
第二章 銅金屬催化連烯烴醚與羥胺之[3+2]-環化加成反應

第一節、    緒論                                            74 
第二節、    文獻回顧                                        75
2-1、1,3-偶極環化加成                                   75
2-2、藉由銅催化使丙烯醯胺與硝酮進行1,3-偶極環化加成     75
2-3、藉由路易士酸使硝酮與連烯烴進行1,3-偶極環化加成     76
2-4、硝酮與連烯烴進行1,3-偶極環化加成                   77
2-5、過量的連烯烴與硝酮的分子間環化加成反應              77
第三節、    結果與討論                                      78
3-1、實驗動機                                           78
3-2、銅催化羥胺與連烯烴醚的一鍋化反應                   78
3-3、反應機構探討                                       80
第四節、    結論                                            80
第五節、    實驗部份                                        81
5-1、實驗的一般操作                                     81
5-2、基質合成                                           83
5-3、 催化步驟                                          88
第六節  文獻參考                                         89
第七節  光譜資料                                         90
第三章 光譜圖

化合物 2a 的 1H-NMR 光譜                                94
化合物 2a 的 13C-NMR 光譜                               95
化合物 2i 的 1H-NMR 光譜                                96
化合物 2i 的 13C-NMR 光譜                               97
化合物 2j 的 1H-NMR 光譜                                98
化合物 2j 的 13C-NMR 光譜                               99
化合物 2k的 1H-NMR 光譜                               100
化合物 2k 的 13C-NMR 光譜                              101
化合物 2l 的 1H-NMR 光譜                               102
化合物 2l 的 13C-NMR 光譜                              103
化合物 2m 的 1H-NMR 光譜                              104
化合物 2m的 13C-NMR 光譜                              105
化合物 2n 的 1H-NMR 光譜                              106
化合物 2n 的 13C-NMR 光譜                             107
化合物 2o 的 1H-NMR 光譜                              108
化合物 2o 的 13C-NMR 光譜                              109
化合物 2p 的 1H-NMR 光譜                              110
化合物 2p 的 13C-NMR 光譜                              111
化合物 2q 的 1H-NMR 光譜                              112
化合物 2q 的 13C-NMR 光譜                              113
化合物 2r 的 1H-NMR 光譜                               114
化合物 2r 的 13C-NMR 光譜                              115
化合物 3a 的 1H-NMR 光譜                              116
化合物 3a 的 13C-NMR 光譜                             117
化合物 4i 的 1H-NMR 光譜                              118
化合物 4i 的 13C-NMR 光譜                              119
化合物 4 j 的 1H-NMR 光譜                              120
化合物 4j 的 13C-NMR 光譜                              121
化合物 4k 的 1H-NMR 光譜                              122
化合物 4k 的 13C-NMR 光譜                              123
化合物 4l 的 1H-NMR 光譜                               124
化合物 4l 的 13C-NMR 光譜                              125
化合物 4m 的 1H-NMR 光譜                             126
化合物 4m 的 13C-NMR 光譜                             127
化合物 4n 的 1H-NMR 光譜                              128
化合物 4n 的 13C-NMR 光譜                             129
化合物 4o 的 1H-NMR 光譜                              130
化合物 4o 的 13C-NMR 光譜                              131
化合物 4p 的 1H-NMR 光譜                              132
化合物 4p 的 13C-NMR 光譜                              133
化合物 4q 的 1H-NMR 光譜                              134
化合物 4q 的 13C-NMR 光譜                              135
化合物 4r 的 1H-NMR 光譜                               136
化合物 4r 的 13C-NMR 光譜                              137
化合物 4r’ 的 1H-NMR 光譜                              138
化合物 4r’ 的 13C-NMR 光譜                              139
化合物 3h 的 1H-NMR 光譜                              140
化合物 3h 的 13C-NMR 光譜                              141
化合物 3s 的 1H-NMR 光譜                              142
化合物 3s 的 13C-NMR 光譜                              143
化合物 3t 的 1H-NMR 光譜                              144
化合物 3t 的 13C-NMR 光譜                              145化合物 2-1a 的 1H-NMR 光譜                             146
化合物 2-1a 的 13C-NMR 光譜                            147
化合物 2-2a 的 1H-NMR 光譜                             148
化合物 2-2a 的 13C-NMR 光譜                            149
化合物 2-2b 的 1H-NMR 光譜                             150
化合物 2-2b 的 13C-NMR 光譜                            151
化合物 2-3a 的 1H-NOE 光譜                             152
化合物 2-3a 的 1H-NMR 光譜                             153
化合物 2-3a 的 13C-NMR 光譜                            154
化合物 2-4a 的 1H-NMR 光譜                             155
化合物 2-4a 的 13C-NMR 光譜                            156
化合物 2-4b 的 1H-NOE 光譜                             157
化合物 2-4b 的 1H-NMR 光譜                             158
化合物 2-4b 的 13C-NMR 光譜                            159

圖目錄

第一章

圖一、β-Lactam 衍生物分子                                  3
圖二、基努加沙反應（Kinugasa Reaction）                        4
圖三、基努加沙反應之反應機構（Kinugasa reaction’s mechanism）   5
圖四、基努加沙反應合成反式的β-內醯胺                       6
圖五、非鏡相選擇合成Carbapenams                           7
圖六、合成α -氨-β -內醯胺 (α -Amino-β -lactam)                 8
圖七、分子內反應生成β -內醯胺                              9
圖八、末端炔和亞胺發生氧化的[2+2]-環化加成產生β -內醯胺   10
圖九、光誘導羥胺與氧氣反應生成硝酮                        10
圖十、對苯二酚催化羥胺與氧氣反應生成硝酮                  11
圖十一、氧化曼尼希反應                                    12
圖十二、反應機構                                          21
圖十三、基質 2a 合成流程圖                                25
圖十四、基質 2i合成流程圖                                27
圖十五、基質 2j合成流程圖                                 29
圖十六、基質 2k合成流程圖                                31
圖十七、基質 2l合成流程圖                                 34
圖十八、基質 2m合成流程圖                                36
圖十九、基質 2n合成流程圖                                38
圖二十、基質 2o合成流程圖                                39
圖二十一、基質 2p合成流程圖                              42
圖二十二、基質 2q合成流程圖                              43
圖二十三、基質 2r合成流程圖                               44
圖二十四、銅催化基質 1a 與基質 2a 反應                    45
圖二十五、化合物 3a單晶繞射圖                             57
圖二十六、化合物 4r單晶繞射圖                             65

第二章

圖一、硝酮與連烯烴環化加成                                74
圖二、1,3-偶極環化加成反應機構                            75 
圖三、丙烯醯胺與硝酮進行1,3-偶極環化加成                  76
圖四、1,3-偶極環化加成產物                                76
圖五、硝酮與連烯烴進行1,3-偶極環化加成                    77
圖六、過量的連烯烴與硝酮的分子間環化加成反應              77
圖七、反應機構                                            80
圖八、基質 2-1a 合成流程圖                                 83
圖九、基質 2-2a合成流程圖                                 85
圖十、基質 2-2b合成流程圖                                 86
圖十一、銅催化羥胺與連烯烴醚的一鍋化反應                  88


表目錄

第一章

表一、反應最佳化條件測試                                  15
表二、末端炔之官能基容忍度測試                            17
表三、羥胺之官能基容忍度測試                              19

第二章

表一、羥胺與連烯烴醚的一鍋化反應                          79



                                

第一章
[1] a) Comprehensive Organometallic Chemistry, Wilkinson, G. ; Stone, F. G. A.; Abel, E. W.; Eds., Pergamon Press: Oxford, 1982. b) Green, M. L. H.; Davies, S. G. Philos. Trans. R. Soc. London A 1988, 326, 501. c) Collman, J. P.; Hegedus, L. S.; Norton, J. R.; Finke, R. G. Principles and Applications of Organotransition Metal Chemistry, University Science Books: Mill Valley, California, 1987. d) Seebach, D. Angew. Chem. 1990, 102, 1363; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1990, 29, 1320.
[2] a) Trost, B. M. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 695. b) Trost, B. M. Angew. Chem. 1995, 107, 285; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1995, 34, 259. c) Trost, B. M. Science 1991, 254, 1471.
[3] a) Anastas, P.; Warner, J. C. in Green Chemistry, Theory and Practice, Oxford University Press, Oxford, 1998. b) Anastas, P. T.; Kirchhoff, M. M. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 686. c) Anastas, P. T.; Zimmerman, J. B. Environ. Sci. Technol. 2003, 37, 94. d) Poliakoff, M.; Fitzpatrick, J. M.; Farren, T. R.; Anastas, P. T. Science, 2002, 297, 807. e) Trost, B. M.; Toste, D.F.; Pinkerton, A. B. Chem. Rev. 2001, 101, 2067.
[4] a) Chemistry and Biology of β-Lactam Antibiotics; Morin, R. B., Gorman, M., Eds.; Academic: New York, NY, 1982. b) The Chemistry of β-Lactams; Page, M. I., Ed.; Blackie Academic & Professional: New York, NY, 1992. c) The Organic Chemistry of β-Lactams; Georg, G. I., Ed.; Wiley VCH: New York, NY, 1993. d) Ojima, I. Acc. Chem. Res. 1995, 28, 383. e) Comprehensive Heterocyclic Chemistry II; Katritzky, A. R., Rees, C. W., Scriven, E. F. V., Eds.; Pergamon: New York, NY, 1996; Vol. 1B, Chapters 1.18-21.20. f) Enantioselective Synthesis of α-Amino acids; Juaristi, E., Ed.; Wiley-VCH: New York, NY, 1997. g) Synthesis of β-Lactam Antibiotics; Bruggink, A., Ed.; Kluwer: Dordrecht, The Netherlands, 2001. h) Von Nussbaum, F.; Brands, M.; Hinzen, B.; Weigand, S.; Häbich, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 5072.
[5] a) Sheehan, J. C. The Enchanted Ring. The Untold Story of Penicylin; MIT: Cambridge, UK, 1982. b) Lax, E. The Mold in Dr. Florey’s Coat: The Story of the Penicillin Miracle; Henry Holt: New York, 2004. c) Brown, K. Penicillin Man: Alexander Flemming and the Antibiotic Revolution; History Press Sutton Publishing: Gloucestershire, 2005. d) Bose, A. K.; Manhas, M. S.; Mathur, A.; Wagle, D. R. In Recent Progress in the Chemical Synthesis of Antibiotics and Related Microbial Products; Lukacs, G., Ed.; Springer-Verlag: Berlin/Heidelberg, Germany, 1993; 2, 551. e) Zaffiri, L.; Gardner, J.; Toledo-Pereyra, L. H.; J. Invest. Surg. 2012, 25, 67.
[6] a) Nathwani, D.; Wood, M. J. Drugs, 1993, 45, 866. b)Bush, K.; Macielag, M.; J. Exp. Opin. Ther. Pat. 2010, 20, 1277.
[7] a) Vaccaro, W. D.; Sher, R.; Davis, H. R., Jr. Bioorg. Med. Chem. 1998, 6, 1429. b) Rosenblum, S. B.; Huynh, T.; Afonso, A.; Davis, H. R.; Yumibe, N.; Clader, J. W.; Burnett, D. A. J. Med. Chem. 1998, 41, 973. c) Thiruvengadam, T. K.; Sudhakar, A. R.; Wu, G. in Process Chemistry in the Pharmaceutical Industry; Gadamasetti, K. G., Ed.; Marcel Dekker: New York, NY, 1999; 221. d) Wu, G.; Wong, Y.; Chen, X.; Ding, Z. J. Org. Chem. 1999, 64, 3714. e) Johnson, D. S.; Li, J. J. The Art of Drug Synthesis; Wiley-Interscience: Hoboken, NJ, 2007; 276. f) Keri, R. S.; Hosamani, K. M.; Reddy, H. S.; Shingalapur, R. V. Arch. Pharmacol. 2010, 343, 237. g) Singh, R.; Yamashita, T.; Fiakpui, C.; Thomas, G.; Ha, C.; Matsumoto, H.; Otani, T.; Oie, S.; Micetich, R. U. S. Patent, 1994, 5,994. h) Borthwick, A. D.;Weingarten, G.; Haley, T. M.; Tomaszewski, M.; Wang, W.; Hu, Z.; Bedard, J.; Jin, H.; Yuen, L.; Mansour, T. S. Bioorg. Med. Chem. Lett. 1998, 8, 365. i) Troisi, L.; Granito, C.; Pindinelli, E. Novel and Recent Synthesis and Applications of ß-Lactams InBanik, B. K., Ed. Heterocyclic Scaffolds I; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2010; 22, 101.
[8] a) France, S.; Weatherwax, A.; Taggi, A. E.; Lectka, T. Acc. Chem. Res. 2004, 37, 592.; b) Brandi, A.; Cicchi, S.; Cordero, F. M. Chem. Rev. 2008, 108, 3988.
[9] a) Stecko, S.; Furman, B.; Chmielewski; M. Tetrahedron, 2014 ,70, 7817; b) Pitts, C. R.; Lectka, T. Chem. Rev. 2014, 114, 7930.
[10] Chen, Z.; Lin, L.; Wang, M.; Liu, X.; Feng, X.; Chem. Eur. J. 2013, 19, 7561.
[11] Stecko, S.; Mames, A.; Furman, B.; Chmielewski, M.; J. Org. Chem. 2008, 73, 7402.
[12] Zhang, X.; Hsung, R. P.; Li, H.; Zhang, Y.; Johnson, W. L.; Figueroa, R.; Org. Lett., 2008, 10, 3477.
[13] R. Shintani; G. C. Fu; Angew. Chem. 2003, 42, 4082.
[14] I. Kim, S. W. Roh, D. G. Lee, C, Lee; Org. Lett. 2014, 16, 2482.
[15] J. R. Hwu, S.-C. Tsay, B.-L. Chen, H. V. Patel, C.-T. Chou, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1994, 1427.
[16] R. Lebeuf, N.-R. Veronique, J.-M. Aubry, Chem. Commun., 2014, 50, 866.
[17] R. K. Kawade, C.-C. Tseng, R.-S. Liu, Chem. Eur. J. 2014, 20, 13927.
[18] M. C. Ye, J. Zhou, Z. Z. Huang, Y. Tang. Chem. Comm., 2003, 2554.
第二章
[1] a) Wiley-Interscience, New York, 1984, vol. 2, Chapter 9, pp. 83.;
b) R. C. F. Jones, J. N. Martin in The Chemistry of Heterocyclic Compounds, vol. 59: Synthetic Applications of 1,3- Dipolar Cyclo -addition Chemistry Toward Heterocycles and Natural Products (Eds.: A. Padwa, W. H. Pearson), John Wiley & Sons, New York, 2002, Chapter 1, pp. 1.
[2] Huisgen R., Angew. Chem. 1963, 75, 604.
[3] Sibi, M. P.; Ma, Z.; Jasperse, C. P. Org. Chem. 1999, 63, 2353.
[4] Dugovic B., Fisera L., Reißig H. U., Eur. J. Org. Chem. 2008, 277.
[5] Padwa A., Bullock W. H., Kline D. N., Perumattam J., J. Org. Chem. 1989, 54, 2862.
[6] Jernow J., Tautz W., Williams P. R. T. H., J. Org. Chem., 1979, 44, 4213.

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)

簡易檢索 / 詳目顯示

相關論文