之四環產物 II-8(流程 2-4)29。
流程 2-4:Chan 合成茚融合吲哚之四環產物 II-8
2011 年,McNulty 實驗室利用路易斯酸催化帶吲哚之苯乙烯化合物 II-9 進行分子間的[3+2]二聚合反應。其推測的反應流程如下:路易斯酸配 位到苯乙烯上形成 3-吲哚甲基碳陽離子 II-9a,再與第二個苯乙烯化合物進 行分子間[3+2]環化加成反應得到含碳陽離子中間體 II-9c,最後去質子芳 香化得到環戊[b]吲哚產物 II-10(流程 2-5)30。
流程 2-5:McNulty 合成環戊[b]吲哚產物 II-10
2011 年,Iwasawa 實驗室利用鉑(II)催化帶丙炔基之醯胺化合物 II-11 進行分子內的環化反應及分子間[3+2]環化加成反應,得到帶有環戊[b]吲哚 產物 II-12。
流程 2-6:Iwasawa 合成環戊[b]吲哚產物 II-12
其推測的反應流程如下:鉑(II)配位到炔基碳-碳不飽和鍵上後,
烯 磺 胺 以 5-endo-dig 型式攻擊到鉑所配位的錯合物形成環化中間體
II-11a,經由電子轉移脫去甲醇形成鉑-碳烯(carbene)錯合物 II-11b,
再與電子密度高的烯基醚(vinyl ether)化合物 II-11c 進行[3+2]環化加成 反應,得到環戊[b]吲哚產物 II-12(流程 2-6)31。
2.1.1 帶炔基共軛烯酮之環化反應
常見的共軛烯酮反應為利用親核性試劑進行 1,2-加成及 1,4-加成反 應。由於炔烴具有高電子密度,屬於典型的親核試劑。而過渡金屬擁有相 當高的親電子親和力(electrophilic affinity),易與烯烴、炔烴進行配位形 成鍵結,並進行分子內或分子間電子轉移,若再與共軛烯酮反應可以衍生 出許多不同的反應。回顧文獻,我們可以發現各種過渡金屬催化共軛烯酮 與炔基的反應已被報導,以下將一一介紹。
2002年,Montgomery實驗室利用鎳(0)催化帶炔基之烯酮化合物II-13 進行分子內的環化反應。其推測的反應流程如下:首先,鎳(0)會先和 烯基及炔基碳-碳不飽和鍵配位形成錯合物II-13a後,經由氧化加成形成 帶有金屬之環型錯合物II-13b,接著與鋅試劑進行金屬交換II-13c後,最後 經由還原除去得到環戊烷衍生物II-14(流程2-7)32。
流程 2-7:Montgomery 合成環戊烷衍生物 II-14
2004年,Kozmin實驗室利用銀(I)催化矽氧炔基II-15與共軛烯酮化 合物II-16進行分子間[2+2]的環化反應,可得到環丁烯化合物II-17(流程
2-8)33。
流程 2-8:Kozmin 合成環丁烯化合物 II-17
2005 年,Larock 實驗室利用金(III)催化帶炔基之環己烯酮化合物 II-18,並加入甲醇當親核性試劑,進行分子內的環化反應,在室溫下反應 1 小時可得到呋喃衍生物 II-19(流程 2-9)34。
流程 2-9:Larock 合成呋喃衍生物 II-19
其推測的反應機構具有兩種可能的流程:首先,金(III)當路易斯酸 活化酮基形成錯合物II-18a,甲醇當親核性試劑進行1,4-加成反應II-18b,
接著金(III)會和炔基碳-碳不飽和鍵配位形成錯合物II-18c後,酮基會 經由5-enod-dig型式進行環化形成帶有金之呋喃中間體II-18d,最後經由質 子化,即可得到呋喃衍生物II-19;而另一個途徑則是金(III)會先和炔基 碳-碳不飽和鍵配位形成錯合物II-18e,酮基的氧原子攻打到三鍵上,形 成碳陽離子中間體II-18f,接著甲醇當親核性試劑攻擊到碳陽離子上,經質 子化去金,最後得到呋喃衍生物II-19(流程2-10)。
O Ph
Cycle B
O Ph
OMe OMe
H Cycle A
II-18c
流程 2-11:Shibata 合成吡咯啶產物
其推測的反應流程如下:首先,銠(I)會先進行氧化加成到碳-氫鍵 之間,再和酮基的氧原子配位形成錯合物II-21a,接著經由同向加成到含 有雙炔基的起始物II-20,形成錯合物II-21b,之後再與另一個炔基配位進 行環化加成,得到含金屬環型錯合物II-21c,最後經還原除去得到雙取代 吡咯啶化合物II-22(流程2-12)。
流程 2-12:Shibata 合成的反應機構
2009年,Harned實驗室利用鈀(II)催化炔基與環型共軛烯酮化合物 II-23,利用醋酸當溶劑及親核性試劑,進行分子內環化反應,加熱至80 ºC 反應,可得到具有位向選擇性的雙環化合物II-24,其推測的反應流程如 10 mol% bipy
AcOH, 80 °C
tr ans-acetoxylation syn-migratory insertion II-23
II-23a II-23b II-23c
II-24
流程 2-13:Harned 合成四氫呋喃之雙環化合物 II-24
2010年,Honda實驗室利用SmI2與帶有不飽和酯基之溴炔基化合物 II-25經由分子內偶合反應,反應在0 ºC進行,可得到具有良好非鏡像選擇 性環戊烷或雜環產物II-26,而所得到的乙烯基溴化物為良好的中間物,可 以再進一步修飾應用到更複雜分子的合成。而這類偶合反應途徑到目前為 止尚未十分清楚(流程2-14)37。
Br CO2Et EtO OSm(III) II-25
II-25a
II-26
流程 2-14:Honda 合成雜環產物 II-26
2010年,Hsung實驗室利用銅(II)與銀(I)共催化炔醯胺II-27與環 型共軛烯酮,經由分子間Ficini [2+2]環化加成反應,得到雙環化合物II-28,
其推測的反應流程如下:首先,銅(II)會先配位活化共軛烯酮,再經由
Mbs = 4-MeO-benzene-sulfonyl
II-28
同劑量的溴化鋰參與反應,會得到不同內酯化合物 II-31、II-31a(流程 2-16)
39。
流程 2-16:Lu 合成內酯化合物
其推測的反應流程如下:鈀(II)會先與炔基碳-碳不飽和鍵配位形 成中間體II-29a,羧酸的氧原子以5-endo-dig形式攻擊到鈀配位的錯合物形 成含有鈀之內酯化物II-29b,再與共軛烯酮或烯醛進行1,4-加成反應得到帶 有鈀中間體II-29c,其中作者也發現當利用2.0當量溴化鋰參與反應,鈀(II)
流程 2-17:Lu 合成反應機構
會進行質子化的步驟,得到帶有醛基之內酯化合物 II-31;若利用催化量溴
化鋰參與反應,最後鈀(II)會進行還原除去而得到帶有共軛烯醛之內酯 化合物 II-31a(流程 2-17)。
在 2000 年,Lu 實驗室利用鈀(II)催化含有炔基與磺醯基胺基甲酸 酯(sulfonyl carbamate)化合物 II-32,進行 5-exo-dig 環化反應,所形成之 中間體再與共軛烯酮或烯醛 II-30 進行 1,4-加成反應,得到 2-噁唑烷酮
(oxazolidinone)衍生物 II-33(流程 2-18)。在這篇文獻中,作者嘗試利 用醋酸當溶劑,添加2.0 當量溴化鋰進行反應,卻無法得到預期的 2-噁唑 烷酮化合物,而是得到乙烯溴化物 II-34,若把溶劑改為四氫呋喃,添加溴 化鋰、或氯化鋰即可得到2-噁唑烷酮環化產物,其中以加入碘化鈉所得到 的環化產率最佳40。
O O NH
Ts
+
H O
Pd(OAc)2 NaI, THF
O NTs O
O
II-32 II-30 II-33
流程 2-18:Lu 合成 2-噁唑烷酮衍生物 II-33
2002年,Larock實驗室利用鈀(II)催化N-第三丁基-2-(苯乙炔)苯甲醛 亞胺,進行6-endo-dig環化反應,再與丙烯酸正丁酯(n-butyl acrylate)進 行1,4-加成反應,得到4-(1-烯基)-3-芳香基異喹啉衍生物41。
其推測的反應流程如下:一開始鈀(II)會先與炔基碳-碳不飽和鍵 配位,作者也提到,當苯甲醛亞胺有鄰位甲氧基存在時,甲氧基可與鈀(II)
配位穩定鈀(II)中間體 II-35a 更可以提升環化反應速率及產率,接著亞 胺的氮原子以6-endo-dig 形式攻擊到鈀配位的錯合物形成含有鈀之異喹啉 化合物 II-35b,接著亞胺的氮原子以 6-endo-dig 形式攻擊到鈀配位的錯合
物形成含有鈀之異喹啉化合物 II-35b,再與丙烯酸正丁酯進行 Heck