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研究生: 呂秉勳
Lu, Ping-Hsun
論文名稱: 壹. 掩飾鄰苯醌的Nitroso-Diels-Alder反應之研究 ; 貳. ent-Conduramine A-1 Tetraacetate、(+)-Conduramine A-1、(+)-Conduramine E-1 和ent-Conduramine F-1 之合成研究
I. Nitroso-Diels-Alder Reactions of Masked o-Benzoquinones ; II. The Syntheses of ent-Conduramine A-1 Tetraacetate、(+)-Conduramine A-1、(+)-Conduramine E-1 and ent-Conduramine F-1
指導教授: 廖俊臣
Liao, Chun-Chen
口試委員:
學位類別: 博士
Doctor
系所名稱: 理學院 - 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 225
中文關鍵詞: 掩飾鄰苯醌conduramine類化合物右旋樟腦磺酸右旋樟腦醯亞硝不對稱nitroso-Diels-Alder反應
外文關鍵詞: conduramine, (+)-camphorsulfonic acid, (+)-ketopinohydroxamic acid, asymmetric nitroso-Diels-Alder reactions, (+)-conduramine A-1, (+)-conduramine E-1, (+)-ent-conduramine F-1
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  • 本論文研究掩飾鄰苯醌(masked o-benzoquinones)的nitroso-Diels-Alder反應並利用此方法去設計合成出多樣化的conduramine類化合物,內容分為兩部份:第一部份為掩飾鄰苯醌之不對稱nitroso-Diels-Alder反應與探討並解決亞硝基與掩飾鄰苯醌所生成的產物,其雙甲氧基無法之水解之問題;第二部份為利用第一部份所開發出之方法合成出ent-conduramine A-1 tetraacetate、(+)-conduramine A-1、(+)-conduramine E-1和(+)-ent-conduramine F-1。
    在第一章中,我們利用右旋樟腦磺酸合成出右旋樟腦醯亞硝與掩飾鄰苯醌進行不對稱hetero-Diels-Alder反應,可獲得高產率的環加成產物,且非鏡像選擇性高達99%。且當掩飾鄰苯醌上的取代基位置不同,其主要產物即不同,佐以ORTEP圖譜,我們推測出比旋值與絕對組態之關連性。另一方面,懸宕已久之亞硝基與掩飾鄰苯醌反應所生成的環加成產物其雙甲氧基無法水解的問題,終於在將胺基改成疊氮基後順利解決並發現了新穎的重排反應。
    第二章則是分別以右旋與左旋樟腦醯亞硝與具有MOM保護的酚衍生物II-37與進行不對稱heterto-Diels-Alder反應,歷經十步完成了ent-conduramine A-1 tetraacetate之合成,另歷經八步完成(+)-conduramine A-1之合成。另外以2-甲氧基酚II-41與右旋樟腦醯亞硝為起始物,利用於第一章發現之新穎重排反應設計合成出(+)-Conduramine E-1和(+)-ent-Conduramine F-1。


    The thesis concerns with the nitroso-Diels Alder (NDA) reactions of masked o-benzoquinones (MOBs) and application of this methodology to synthesize many kinds of conduramines. The thesis contain two major aspects : the first part concerned with the asymmetric nitroso-Diels-Alder (ANDA) reactions of MOBs and solving the hydrolyzing problem of NDA adducts. The second part applies the methodologies developed in the first part to furnish the syntheses of ent-conduramine A-1 tetraacetate, (+)-conduramine A-1, (+)-conduramine E-1 and (+)-ent-conduramine F-1.
    In the first chapter, we found ANDA reactions of MOBs with (+)-ketopinohydroxamic acid derived from (+)-camphorsulfonic acid
    shows the high yield and disastereoselectivities, the value of diastereomeric excess is up to 99 %. Interestingly, the major product is decided by the substituent on the MOB. With the evidences of ORTEP diagrams, we got the relationship between specific rotation and absolute configuration of these compounds. Furthermore, we solve the hydrolyzing problem of NDA adducts till we change the amino group to azide group, and we got a new rearrangement product.
    Utilizing the methodology of ANDA reactions of catechol has one MOM protection with (+)-ketopinohydroxamic and (-)-ketopinohydroxamic acid to furnish the syntheses of ent-conduramine A-1 tetraacetate and (+)-conduramine A-1, these are obtained from ten steps and eight steps separately. After getting the ANDA adduct from guaiacol and (+)-ketopinohydroxamic acid, we applied the methodology of new rearrangement developed in the first chapter to synthesize (+)-conduramine E-1 and (+)-ent-conduramine F-1 with ten steps and eight steps separately.

    目錄 摘要 I Abstract III 謝誌 V 目錄 VII 表目 XIII 圖目 XV 縮寫對照表 XVII 第一章 掩飾鄰苯醌的Nitroso-Diels-Alder反應之研究 1 第一節 緒論 1 1-1 掩飾鄰苯醌之文獻回顧 2 1-1-1 掩飾鄰苯醌之簡介 2 1-1-2 掩飾鄰苯醌之分子內和分子間Diels-Alder反應在合成上的應用 3 1-1-3 掩飾鄰苯醌之hetero Diels-Alder反應 9 1-1-4 掩飾鄰苯醌之不對稱Diels-Alder反應 10 1-2 亞硝化合物的不對稱hetero Diels-Alder反應之文獻回顧 13 1-2-1 不對稱亞硝化合物掌性輔助基之類型 13 1-2-2 金屬催化亞硝化合物進行鏡像選擇nitroso-Diels-Alder反應 16 1-2-3 不對稱亞硝化合物掌性輔助基在天然物合成上的應用 17 1-3 研究動機 19 第二節 結果與討論 24 2-1 掩飾鄰苯醌之不對稱nitroso-Diels-Alder反應 24 2-1-1 結果 24 2-1-2 結構鑑定 29 2-1-3 討論 34 2-2 掩飾鄰苯醌與亞硝基化合物其環加成產物之縮酮水解反應 39 2-2-1 結果 39 2-2-2 討論 48 第三節 結論 55 第二章 ent-Conduramine A-1 tetraacetate、(+)-Conduramine A-1、(+)-Conduramine E-1和ent-Conduramine F-1之合成研究 56 第一節 緒論 56 1-1 Conduramine之文獻回顧 56 1-2 研究動機 65 1-3 逆合成分析 66 第二節 結果與討論 68 第三節 結論 87 第三章 實驗部份 90 第一節 一般實驗方法 90 第二節 掩飾鄰苯醌的Nitroso-Diels-Alder反應之實驗步驟及光譜資料 94 2-1 掩飾鄰苯醌之不對稱Nitroso Diels-Alder反應之實驗步驟及光譜資料 94 2-1-1 化合物I-84之合成 94 2-1-2 化合物I-85之合成 95 2-1-3 化合物I-74之合成 96 2-1-4 化合物I-86之合成 97 2-1-5 化合物I-73之合成 99 2-1-6 化合物I-93a’之合成 100 2-1-7 化合物I-93b之合成 102 2-1-8 化合物I-93c’之合成 104 2-1-9 化合物I-93d之合成 106 2-2 掩飾鄰苯醌與亞硝基化合物其環加成產物之縮酮水解反應之實驗步驟及光譜資料 108 2-2-1 化合物I-97a與I-97a’之合成 108 2-2-2 化合物I-97b與I-97b’之合成 108 2-2-3 化合物I-97c之合成 110 2-2-4 化合物I-97d之合成 111 2-2-5 化合物I-98與I-98’之合成 112 2-2-6 化合物I-99之合成 114 2-2-7 化合物I-101之合成 116 2-2-8 化合物I-102之合成 117 2-2-9 化合物I-77之合成 117 2-2-10 化合物I-79之合成 118 2-2-11 化合物I-103之合成 120 2-2-12 化合物I-82之合成 121 2-2-13 化合物I-105之合成 122 第三節 ent-Conduramine A-1 tetraacetate、(+)-Conduramine A-1、(+)-Conduramine E-1和ent-Conduramine F-1合成研究之實驗步驟及光譜資料 124 3-1 ent-conduramine A-1 tetraacetate與(+)-Conduramine A-1合成研究之實驗步驟及光譜資料 124 3-1-1 化合物II-42r與II-42r’之合成 124 3-1-2 化合物II-48r與II-48r’之合成 125 3-1-3 化合物II-49之合成 125 3-1-4 化合物II-50之合成 127 3-1-5 化合物II-52之合成 129 3-1-6 化合物II-53之合成 130 3-1-7 化合物II-54之合成 132 3-1-8 ent-conduramine A-1 tetraacetate之合成 133 3-1-9 化合物II-55與II-55’之合成 135 3-1-10 化合物II-56與II-56’之合成 135 3-1-11 化合物II-57之合成 136 3-1-12 化合物II-58之合成 138 3-1-13 化合物II-59之合成 139 3-1-14 化合物II-60之合成 140 3-1-15 化合物II-61之合成 142 3-1-16 化合物II-62之合成 143 3-1-17 (+)-conduramine A-1之合成 144 3-1-18 化合物II-24之合成 145 3-1-19 (+)-conduramine A-1之合成 147 3-1-20 (+)-conduramine A-1 tetraacetate之合成 148 3-2 (+)-Conduramine E-1與ent-Conduramine F-1合成研究之實驗步驟及光譜資料 149 3-2-1 化合物II-63之合成 149 3-2-2 化合物II-64之合成 150 3-2-3 化合物II-45之合成 151 3-2-4 化合物II-65之合成 153 3-2-5 化合物II-46之合成 154 3-2-6 化合物II-66與II-67之合成 155 3-2-7 (+)-ent-conduramine F-1之合成 157 3-2-8 化合物II-68之合成 158 3-2-9 (+)-conduramine E-1之合成 159 參考文獻 161 附 錄 165 表目 表I-1:掩飾鄰苯醌之不對稱Diels-Alder反應 11 表I-2:鏈結苯基醣酐衍生物的掩飾鄰苯醌之 13 表I-3:掌性氯亞硝hetero-Diels-Alder反應之光學輔助基 14 表I-4:掌性醯亞硝hetero-Diels-Alder反應之光學輔助基 15 表I-5:樟腦氯亞硝掌性輔助基I-74與掩飾鄰苯醌之 26 表I-6:樟腦氯亞硝掌性輔助基I-74與環雙烯之 27 表I-7:右旋樟腦醯亞硝I-92與掩飾鄰苯醌之hetero-Diels-Alder反應 29 表I-8:雙環[2.2.2]辛烯酮類化合物部分診斷性光譜資料 30 表I-9:8-芳香基薄荷醇-雙環[2.2.2]類化合物之比旋值 32 表I-10:縮酮位置為不同取代基的掩飾鄰苯醌與亞硝基化合物進行hetero-Diels-Alder反應時之面向選擇性 39 表I-11:化合物I-99其縮酮之水解反應 42 表I-12:化合物I-98之氫化反應 44 表 I-13:化合物I-79之鹼性水解反應 46 表I-14:化合物I-82之酸水解反應 48 表I-15:縮酮位置為不同取代基的掩飾鄰苯醌與亞硝基化合物進行hetero-Diels-Alder反應時之面向選擇性 50 表II-1:混合物II-48r與II-48r’之酸水解反應 69 表II-2:化合物II-49之還原反應 77 表II-3:(+)-ent-conduramine F-1與文獻之光譜比對 87 圖目 圖I-1:環己二烯酮類化合物 2 圖I-2:aminocyclitols、pancratistatin、lycoricidine和valienamine 21 圖I-3:化合物I-93a’之單晶結構ORTEP圖 33 圖I-4:化合物I-93d之單晶結構ORTEP圖 34 圖I-5:右旋樟腦氯亞硝化合物與掩飾鄰苯醌之環加成反應 35 圖I-6:2-位置取代(R1)的掩飾鄰苯醌與右旋樟腦醯亞硝之 37 圖I-7:3-位置取代(R2)的掩飾鄰苯醌與右旋樟腦醯亞硝之 38 圖I-8:3-位置酯基取代(R2)的掩飾鄰苯醌與右旋樟腦醯亞硝之 38 圖I-9:化合物I-97b、I-98a與I-98a’ 之奥氏核效應(nOe) 40 圖I-10:化合物I-99之單晶結構ORTEP圖 43 圖I-11:化合物I-106與醯亞硝之反應過渡態示意圖 50 圖I-12:右旋樟腦醯亞硝與掩飾鄰苯醌生成之雙環[2.2.2]類化合物 55 圖II-1:天然物conduritol………………………………………………56 圖II-2:化合物conduramine 57 圖II-3:醣水解酵素抑制劑 58 圖II-4:利用conduramine類化合物合成出之天然物 58 圖II- 5:化合物II-49之去偶合圖譜與HMQC圖譜 70 圖II-6:化合物II-49之單晶結構 71 圖II-7:縮酮位置為甲氧基與MOM基團之掩飾鄰苯醌與 75

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