第三章 路易斯酸輔佐炔－炔醯胺化合物六氫喹啉酮衍生物
3.1 前言
3.1.1 合成喹啉酮衍生物架構的文獻探討
2007 年，Klumpp 實驗室利用乙醯乙醯胺苯（acetoacetanilide）化合物 (III-1) ， 在 室 溫 條 件 下 以 二 氯 甲 烷 溶 解 ， 以 三 氟 甲 磺 酸
（trifluoromethanesulfonic acid, CF3SO3H）輔佐下進行諾耳合環反應（Knorr cyclization），即可得到喹啉酮衍生物 III-2（式 3-1）。45
式 3-1：Klumpp 實驗室合成喹啉酮衍生物 III-2
推測反應機構如下（流程 3-1），氮經質子化形成中間體 III-1a，然後 羰基再進行質子化形成中間體 III-1b，六員環上的 π 電子進行夫里德耳-夸夫特反應，進行分子內合環得到中間體 III-1c，羥基再質子化，
CF3SO3－抓羰基的α 碳上的氫脫去一分子水，得到喹啉酮衍生物 III-2。
流程 3-1：Klumpp 實驗室合成喹啉酮衍生物 III-2
34
2013 年，Du 和 Zhao 實驗室發表的文獻裡，利用丙烯醯胺化合物 III-3，
在雙-三氟乙醯氧基碘苯（（bis(trifluoroacetoxy)iodo）benzene, PIFA）及酸 的輔佐下，進行分子內合環反應，得到喹啉酮衍生物 III-4（式 3-2）。46
式 3-2：Du 和 Zhao 實驗室合成喹啉酮衍生物 III-4
反應機構如下（流程 3-2）：首先，氮的電子共振到氧上，氧的電子攻 打碘進行親核性加成，使碘的配位基離去，形成含氮三烯（azatriene）中 間體 III-3a，之後電子轉移形成中間體 III-3b，脫去一質子形成中間體 III-3c，
氮上孤對電子共振，進行 1,2-芳香基轉移（1,2-aryl shift），之後氧碘鍵斷 裂，形成中間體 III-3d，最後脫去一質子，即可以得到喹啉酮衍生物 III-4。
流程 3-2：Du 和 Zhao 實驗室合成喹啉酮衍生物 III-4 反應機構 2013 年，Alper 實驗室利用乙烯基苯胺化合物 III-5，在乙腈和一氧化 碳加熱條件下，加入醋酸鈀（palladium(II) acetate, Pd(OAc)2）催化進行分 子內環化反應，得到喹啉酮衍生物 III-6（式 3-3）。47
35
式 3-3：Alper 實驗室合成喹啉酮衍生物 III-6
推測反應機構如下（流程 3-3），醋酸鈀和氮鍵結形成中間體 III-5a，
脫去一分子醋酸根離子，一氧化碳插入氮鈀鍵之間 III-5b，烯烴基插入到 碳鈀鍵之間形成中間體 III-5c，最後進行 β 氫的消去反應（β-hydride elimination），即可得到喹啉酮衍生物 III-6。
流程 3-3：Alper 實驗室合成喹啉酮衍生物 III-6 反應機構
2010 年，Tsuji 實驗室設計一個芳香胺甲醯氯化合物 III-7 和炔類化合 物 III-8，在鄰二甲苯（o-xylene）加熱迴流條件下，利用一價銥金屬（iridium
（I）），進行了分子內合環反應，得到喹啉酮衍生物 III-9（式 3-4）。48
36
式 3-4：Tsuji 實驗室合成喹啉酮衍生物 III-9
推測反應機構如下（流程 3-4）：首先，一價銥金屬插入到碳氯鍵中，
形成胺基甲醯氯銥化合物 III-7a，之後進行分子內合環脫去一分子鹽酸分 子，得到五員環中間體 III-7b，加入炔類化合物 III-8，而炔類化合 III-8 物插入到銥金屬上，形成中間體 III-7c，最後進行還原消去，可得到喹啉 酮衍生物 III-9。
流程 3-4：Tsuji 實驗室合成喹啉酮衍生物 III-9 反應機構
37
2015 年，Han 和 Lu 實驗室利用一芳香環接有甲醯基及丙炔醯胺化合 物 III-10，在醋酸及 1,2-二氯乙烯加熱條件下，利用醋酸鈀催化進行分子 內環化反應，得到喹啉酮衍生物 III-11（式 3-5）。49
式 3-5：Han 和 Lu 實驗室合成喹啉酮衍生物 III-11
推測反應機構如下（流程 3-5）：首先，鈀金屬會先加成到起始物 III-10
炔上，並與醛上π 電子配位形成中間體 III-10a，經電子轉移後，進行分子
內環化反應，形成具喹啉酮架構中間體 III-10b，質子裂解（protonolysis）
形成中間體 III-10c，羥基上的氧抓一質子，形成中間體 III-10d，一分子 水攻打乙醯上的碳氧雙鍵的碳，共振後脫去一分子醋酸，可得到喹啉酮衍 生物 III-11。
流程 3-5：Han 和 Lu 實驗室合成喹啉酮衍生物 III-11 反應機構
38
2016 年，Wang、Tu 與 Jiang 團隊設計化合物 III-12，在 1,2-二氯乙烯 及加熱 60 oC 條件下，以疊氮化三甲基矽烷 III-13 及 N－溴琥珀醯亞胺或 其他鹵素取代的 N－琥珀醯亞胺 III-14，進行自由基的合環反應，可得到 含鹵素取代的喹啉酮衍生物 III-15（式 3-6）。50
式 3-6：Wang、Tu 與 Jiang 團隊合成喹啉酮衍生物 III-15
推測反應機構如下（流程 3-6）， PdI(OAc)2先和化合物 III-13 進行配 位基交換（ligand exchange）得到中間體 III-13a，加熱氮碘鍵均勻裂解，
形成疊氮自由基，而 III-14 化合物的碘氮鍵會均勻裂解形成自由基 III-14b 和碘的自由基，之後疊氮自由基和化合物 III-12 上之雙鍵進行單電子轉移，
形成碳氮鍵中間體 III-12a，羰基 α 碳上的自由基會和炔上的 π 電子進行自 由基反應形成六員環結構中間體 III-12b，最後碘的自由基會和中間體 III-12b 行自由基反應，得到喹啉酮衍生物 III-15。
流程 3-6：Wang、Tu 與 Jiang 團隊合成喹啉酮衍生物 III-15 反應機構
39
2017 年，Vadola 實驗室設計一炔醯胺化合物 III-16，透過金銀共催化 進行分子內合環反應，得到喹啉酮衍生物 III-17。推測反應機構如下，金 (I)先和炔基上的 π 電子配位形成中間體 III-16a，苯環上的 π 電子加成到被 金活化的炔基上，得到中間體 III-16b，最後經質子化去金(protodeauration) 及芳香化反應可得喹啉酮衍生物 III-17（流程 3-7）。51
流程 3-7：Vadola 實驗室利用金銀共催化合成喹啉酮衍生物 III-17
40