具炔醯胺（ynamide）之分子內環化反應文獻探討

炔醯胺化合物於發現鑑定以後，有機化學家們開始探討關於此的合成 及應用，由於其具高活性、高穩定性的優勢，加上可作為氮原子來源，故 常用於進行環化反應，快速建構出含氮官能基團及含氮雜環化合物。以下 是近年來炔醯胺分子環化反應的文獻探討。

2006 年，Hsung 實驗室利用具有羥基的炔醯胺化合物 II-7，在重鉻酸 吡啶鹽（pyridinium dichromate, PDC）的輔佐下，進行分子內合環反應得 到喹啶（quinolizidine）衍生物 II-8。

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其反應機制如下，首先在試劑 PDC 下將羥基進行氧化（oxidation）成 羰基中間體 II-7a，再與炔基進行雜原子[2+2]環化加成（cycloaddition）反 應，形成氧環丁烯（oxetene）中間體 II-7b，最後氧環丁烯進行開環反應

（ring opening reaction），即可得到喹啶衍生物 II-8（流程 II-3）。

流程 II-3：Hsung 團隊之炔醯胺分子內環化反應

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2014 年，Okitsu 實驗室利用炔醯胺分子 II-9，在碘試劑雙（2,4,6‒三甲 基 吡 啶 ） 碘 六 氟 磷 酸 鹽 （ Bis(2,4,6-trimethylpyridine)iodine(I) hexafluorophosphate ） 的 輔 佐 下 ， 進 行 分 子 內 合 環 反 應 得 到 苯 并 呋 喃

（benzofuran）衍生物 II-10（式 II-3）。

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式 II-3：Okitsu 實驗室苯并呋喃衍生物 II-10 之合成

其反應機構推測，首先，氮上孤對電子推至炔基上，使得碘陽離子與 炔基形成 keteniminium ion 中間體 II-9a，醚類氧上之孤對電子會對較缺電 子的碳上進行加成反應，形成苯并呋喃中間體 II-9b，最後乙氧基氧上孤 對電子回推脫去醚類分子，即可得到苯并呋喃衍生物 II-10（流程 II-4）。

流程 II-4：Okitsu 實驗室合成苯并呋喃衍生物 II-10 之反應機構

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2015 年，Zhu 實驗室利用炔醯胺分子 II-11 作為起始物，在鈀金屬催 化條件下，加入碳酸鉀（potassium carbonate, K

2

CO

₃

），進行分子內環化反 應合成㗁唑啉酮（oxazolone）衍生物 II-12（式 II-4）。

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式 II-4：Zhu 實驗室㗁唑啉酮衍生物 II-12 之合成

其反應機構推測，首先，鈀(0)被氧化成鈀(II)再與炔醯胺上炔基的 π 電子配位得到 II-11a，氯化銅（copper(II) chloride, CuCl

2

）上氯負離子攻擊 被活化炔基形成中間體 II-11b，鹼拔去第三丁基上的氫，電子回推攻擊鈀

流程 II-5：Zhu 實驗室合成㗁唑啉酮衍生物 II-12 之反應機構

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金屬得到六員環中間體 II-11c 及副產物 2‒甲基丙烯（2-methylpropene），

最後經還原消去作用（reductive elimination）脫去鈀(0)，即可得到㗁唑啉 酮衍生物 II-12（流程 II-5）。

2016 年，Evano 實驗室利用炔醯胺分子 II-13 作為起始物，在三氟甲 磺酸（trifluoromethanesulfonic acid, TfOH）輔佐下，進行分子內環化反應 合成四氫吡啶（tetrahydropyridine）衍生物 II-14，其反應機構如下：首先，

在三氟甲磺酸輔佐下，氮上孤對電子回推至炔基上，形成 keteniminium ion 中間體 II-13a，再進行[1,5]-氫轉移（[1,5]-hydride shift）得到中間體 II-13b，

氮上電子回推攻擊至三級碳陽離子上形成四氫吡啶中間體 II-13c，最後 脫去氫質子電子回推至氮上，可得到四氫吡啶衍生物 II-14（流程 II-6）。

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流程 II-6：Evano 實驗室合成四氫吡啶衍生物 II-14 之反應機構

2002 年，Mori 實驗室利用炔醯胺分子 II-15 作為起始物，在一大氣壓 乙烯氣體下，由釕金屬（ruthenium, Ru）錯合物催化，經環合置換反應

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（ring-closing metathesis），進行分子內環化反應合成吡咯衍生物 II-16（式 II-5）。

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式 II-5：Mori 實驗室吡咯衍生物 II-16 之合成

2003 年，Bergsträßer 實驗室利用具有雙烯基的炔醯胺分子 II-17 作為 起始物，在溶劑為苯及反應溫度 80

^o

C 下，行 [4+2] 環加成反應，形成吲 哚啉（indoline）中間體 II-17a，最後在加熱環境下，以 2,3-二氯-5,6-二氰 苯醌（2,3-dichloro-5,6-dicyano-benzoquinone, DDQ）脫氫回復芳香性，得 到吲哚啉衍生物 II-18（流程 II-7）。

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流程 II-7：Bergsträßer 實驗室吲哚啉衍生物 II-18 之合成

2004 年，Malacria 實驗室利用具有烯基的炔醯胺分子 II-19 作為起始 物，在溶劑為甲苯及反應溫度 80

^o

C 下，行 [2+2] 環加成反應，得到雙環 [4.2.0]化合物 II-20（式 II-6）。

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式 II-6：Malacria 實驗室雙環[4.2.0]化合物 II-20 之合成

其反應機制如下：首先，二氯化鉑（platinum(II) chloride, PtCl

2

）會先

與炔基的 π 電子配位，形成中間體 II-19a，在進行[2+2] 環加成反應，得

到三級碳陽離子中間體 II-19b，鉑金屬離去形成雙環中間體 II-19c，最後 經異構化，可得到雙環[4.2.0]化合物 II-20（流程 II-8）。

流程 II-8：Malacria 實驗室合成雙環[4.2.0]化合物 II-20 之反應機構

2013 年，Sahoo 實驗室利用具有炔基的炔醯胺分子 II-21 作為起始物，

在對甲苯磺酸一水合物（p-toluenesulfonic acid monohydrate, PTSA∙H

2

O）環 境下，經由金催化進行分子內環化反應，得到 2-吡啶酮（2-pyridone）衍 生物 II-22（式 II-7）。

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式 II-7：Sahoo 實驗室 2-吡啶酮衍生物 II-22 之合成

推測反應機構如下：首先，在 PTSA 酸性條件下炔醯胺氮上孤對電子 經電子轉移形成 keteniminium 中間體 II-21a，金與炔基的 π 電子配位，對 甲苯磺醯基攻打至 keteniminium 中間體較缺電子的碳上，電子回推至氮上，

形成中間體 II-21b，對甲苯磺醯基氧上孤對電子經電子轉移攻打至被金活 化之炔基上，形成吡啶酮中間體 II-21c，最後經由水中止反應，即可得到 2-吡啶酮衍生物 II-22（流程 II-9）。

流程 II-9：Sahoo 實驗室合成 2-吡啶酮衍生物 II-22 之反應機構

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2013 年，Li 實驗室利用具有苯基的炔醯胺分子 II-23 作為起始物，在 提供氧原子來源的 N

‒

氧化吡啶（pyridine oxide, II-25）下，經由金催化進 行環化反應，得到吲哚酮衍生物 II-24（式 II-8）。

²⁰

式 II-8：Li 實驗室吲哚酮衍生物 II-24 之合成

推測反應機構如下：首先，金會先與炔醯胺上炔基的π 電子配位，N‒

氧化吡啶的氧上電子攻打至被活化炔基上，金上電子回推形成金碳烯

（ gold-carbene ） 中 間 體 II-23a ， 之 後 進 行 夫 里 德 耳 ‒ 夸 夫 特 反 應

（Friedel-Crafts reaction），得到吲哚酮中間體 II-23b，經去質子化回復苯 環芳香性，形成吲哚酮中間體 II-23c，最後質子化去金即可得到吲哚酮衍 生物 II-24（流程 II-10）。

流程 II-10：Li 實驗室合成吲哚酮衍生物 II-24 之反應機構

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2015 年，Yamaoka 實驗室利用苯環二號位接有吡咯環的炔醯胺分子

II-26 作為起始物，在布忍斯特酸輔佐下，進行分子內環化反應，得到三環

喹啉衍生物 II-27（式 II-9）。

²¹

式 II-9：Yamaoka 實驗室三環喹啉衍生物 II-27 之合成

推測反應機構如下：首先，在酸性條件下炔醯胺氮上孤對電子經電子 轉移抓取氫離子形成 keteniminium 中間體 II-26a，吡咯環氮上電子共振推 至 keteniminium 中間體較缺電子的碳上，電子回推至氮上，形成三環中間 體 II-26b，之後雙三氟甲烷磺醯亞胺陰離子抓氫，電子回至吡咯環氮上，

得到三環中間體 II-26c，喹啉氮上電子轉移回復芳香性，形成三環喹啉中 間體 II-26d，最後經由水中止反應，即可得到三環喹啉衍生物 II-27（流程 II-11）。

流程 II-11：Yamaoka 實驗室合成三環喹啉衍生物 II-27 之反應機構

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2015 年，Hashmi 實驗室利用具有炔基的炔醯胺分子 II-28 作為起始物，

在溶劑為甲苯及反應溫度 80

^o

C 下，經由金催化進行分子內環化反應，得

到三環吡咯衍生物 II-29（式 II-10）。

²²

式 II-10：Hashmi 實驗室三環吡咯衍生物 II-29 之合成

推測反應機構如下：首先，金會先與起始物 II-28 的炔基配位，並脫 去一分子的丙炔，形成中間體 II-28a，金再與炔醯胺上炔基的 π 電子配位 形成中間體 II-28b，之後金上電子回推，炔基 π 電子攻打至被金活化的炔 基，形成重烯（allene）中間體 II-28c，重烯再進行芳基化（arylation），脫 去金形成三環吡咯中間體 II-28d，芳香化形成三環吡咯中間體 II-28e，最 後質子化去金即可得到三環吡咯衍生物 II-29（流程 II-12）。

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流程 II-12：Hashmi 實驗室合成三環吡咯衍生物 II-29 之反應機構

2018 年，Liu 實驗室利用具有苯炔基的炔醯胺分子 II-30 作為起始物，

在室溫下以二氯乙烷為溶劑，經由金催化進行分子內環化反應，得到咔唑

（carbazole）衍生物 II-31（式 II-11）。

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式 II-11：Liu 實驗室苯并[b]咔唑衍生物 II-31 之合成

推測反應機構如下：首先，金會先與炔醯胺上炔基的 π 電子配位，形

成炔醯胺中間體 II-30a，之後氮上孤對電子推至炔基形成 keteniminium 中 間體 II-30b，炔基上 π 電子攻打至 keteniminium 中間體較缺電子的碳上，

電子回推至氮上，形成吲哚啉中間體 II-30c，苯環上 π 電子攻打至碳陽離 子，形成咔唑中間體 II-30d，再經芳香化得到咔唑中間體 II-30e，最後質 子化去金即可得到苯并[b]咔唑衍生物 II-31（流程 II-13）。

流程 II-13：Liu 實驗室合成苯并[b]咔唑衍生物 II-31 之反應機構

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在文檔中 路易斯酸輔佐七員環2-烯炔醯胺及呋喃炔醯胺化合物的環化反應：稠雙環γ-內醯胺與吡咯衍生物的合成 (頁 20-32)