第三章 三氯化金催化 2‒炔醯胺呋喃分子合成吡咯衍生物
3.1.2 三氯化金催化之環化反應文獻探討
2004 年,Hashmi 實驗室以環氧乙烷(oxirane)衍生物 III-09 作為起 始物,乙腈(acetonitrile, CH
3
CN)為溶劑,在室溫下利用三氯化金(gold(III) chloride, AuCl3
)催化,進行分子內環化反應即可得到呋喃衍生物 III-10(式 III-2)。44
式 III-2:Hashmi 實驗室呋喃衍生物 III-10 之合成
推測反應機制如下(流程 III-2):首先,三氯化金會先活化炔基形成環
氧乙烷中間體 III-09a,之後環氧乙烷開環,氧上電子對攻打至被活化的炔 基上,形成呋喃中間體 III-09b、III-09b’及 III-09b’’相互共振,脫去氫離 子芳香化(aromatization)形成呋喃中間體 III-09c 及,最後質子化去金
(protodeauration)即可得到呋喃衍生物 III-10。
流程 III-2:Hashmi 實驗室合成呋喃衍生物 III-10 之反應機制
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2004 年,Hashmi 實驗室利用氘化炔醯胺衍生物 III-11 作為起始物,以 三氯化金催化反應,進行分子內環化反應即可得到噁唑(oxazole)衍生物
III-12(式 III-3)
。45
式 III-3:Hashmi 實驗室噁唑衍生物 III-12 之合成
推測反應機制如下(流程 III-3):首先,三氯化金會先活化炔基形成醯
胺中間體 III-11a,氮上氫離子脫去,電子攻打至羰基上,再推至被金活化 的炔基上形成噁唑中間體 III-11b,最後質子化去金即可得到噁唑衍生物
III-12(流程 III-3)
。流程 III-3:Hashmi 實驗室合成噁唑衍生物 III-12 之反應機制
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2007 年,Kirsch 實驗室利用矽醚衍生物 III-13,在 N-碘代琥珀醯亞胺
(N-Iodosuccinimide, NIS)與三氯化金的輔佐下,進行分子內環化反應得 到碘化呋喃酮(furanone)衍生物 III-14(式 III-4)。
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式 III-4:Kirsch 實驗室呋喃酮衍生物 III-14 之合成
根據文獻作者推測之反應機制(流程 III-4)。方法 A(method A)碘離 子先與炔基配位形成錪鎓(iodonium)中間體 III-13a,之後羰基的氧上孤 對電子對攻打至錪鎓缺電子的碳上,形成氧陽離子(oxonium ion)中間體
III-13b,最後經由 α-酮醇重排(α-ketol rearrangement)
,即可得到呋喃酮 衍生物 III-14。方法 B(method B)金先與炔基上的 π 電子配位,形成中 間體 III-13c,之後羰基的氧上孤對電子對攻打至炔基較缺電子的碳上,形 成呋喃中間體 III-13d,經由 α-酮醇重排得到呋喃酮中間體 III-13e,最後 在 N-碘代琥珀醯亞胺下碘化脫金即可得到呋喃酮衍生物 III-14。42
流程 III-4:Kirsch 實驗室合成呋喃酮衍生物 III-14 之反應機制 2009 年,Kimpe 實驗室以二級胺化合物 III-15 作為起始物,乙腈為溶 劑,利用三氯化金催化,進行分子內環化反應即可得到吡咯衍生物 III-16
(式 III-5)。
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式 III-5:Kimpe 實驗室吡咯衍生物 III-16 之合成
其反應機制如下(流程 III-5):首先,金與炔基的π 電子配位,形成二
級胺中間體 III-15a,之後氮上孤對電子對攻打至被活化的炔基上,再經過 質子化去金,形成二氫吡咯中間體 III-15b,最後芳香化脫去氫氟酸,即可 得到吡咯衍生物 III-16。
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流程 III- 5:Kimpe 實驗室合成吡咯衍生物 III-16 之反應機制
2010 年,Kim 實驗室以苯炔衍生物 III-17 作為起始物,乙醇為溶劑,
利用金(III)離子催化,進行分子內環化反應即可得到苯并哌喃衍生物 III-18
(式 III-6)。
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式 III-6:Kim 實驗室苯并哌喃衍生物 III-18 之合成
其反應機制如下(流程 III-6):首先,金與炔基的π 電子配位,形成中
間體 III-17a,之後氮上孤對電子對推至苯環再攻打至被活化的炔基上,得 到苯并哌喃中間體 III-17b,再經過去質子化回復苯環芳香性,形成苯并哌 喃中間體 III-17c,最後質子化去金,即可得到苯并哌喃衍生物 III-18。
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流程 III-6:Kim 實驗室合成苯并哌喃衍生物 III-18 之反應機制
2017 年,Jha 實驗室利用吲哚衍生物 III-19 作為起始物,甲苯為溶劑,
以三氯化金催化,進行分子內環化反應即可得到吲哚衍生物 III-20(式 III-7)。
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式 III-7:Jha 實驗室吲哚衍生物 III-20 之合成
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推測反應機制如下:首先,金會先活化炔基,進行重排反應形成吲哚 中間體 III-19a,再進行 6-endo-trig 環化反應,形成中間體 III-19b,之後 質子化去金得到吲哚中間體 III-19c,最後經由氧化回復芳香性,即可得到 吲哚衍生物 III-20(流程 III-7)。
流程 III-7:Jha 實驗室合成吲哚衍生物 III-20 之反應機制