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第二章 金催化合成吡咯衍生物

2.1 文獻回顧

2.1.1 吡咯合成方法

2015 年 Li 與 Liu 實驗室使用 α‒氨基酮(α-amino ketone)II-1 和炔基 衍生物在金催化下進行氫胺化(hydroamination)、再經分子內環化反應形 成具參取代的吡咯化合物 II-2(式 II-1)。8

式 II-1 : Li 與 Liu 實驗室合成吡咯化合物 II-2

推測反應機制如下 : 金活化炔基,α‒氨基酮的氮提供電子至炔進行區 域選擇性(regioselective)氫胺化反應得到烯胺中間體 II-1a,接著質子化 去金得到 II-1b,脫去的金催化劑改與 II-1b 的氧作用形成 II-1c,氮上電子

回推促使π 電子攻打羰基行環化反應,接著脫水芳香化即可得產物 II-2(流

程 II-1)。

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流程 II-1 : Li 與 Liu 實驗室合成吡咯化合物 II-2 的反應機制

2007 年 Gagosz 實驗室將起始物烯‒炔醯胺化合物 II-3 在金(I)催化和室 溫條件下,可得吡咯衍生物 II-4(式 II-2)。9

式 II-2 : Gagosz 實驗室合成吡咯衍生物 II-4

推測反應機制如下 : 金(I)與起始物 II-3 的炔基配位,氮上之孤對電子 加成至炔基進行 5-exo-dig 反應得到 vinylgold 中間體 II-3b,經克來森重排

(aza-Claisen rearrangement)轉變成 II-3c 及其共振中間體 II-3c',脫去氫 離子進行芳香化(aromatization)形成吡咯中間體 II-3e,質子化去金後為 最終產物 II-4(流程 II-2)。

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流程 II-2 : Gagosz 實驗室合成吡咯衍生物 II-4 的反應機制

2009 年 Tu 實驗室使用含有炔基的吖環丙烷(aziridine)衍生物 II-5 作為起始物,溶劑為甲苯,回流環境下以金銀共催化方式行分子內環化反 應,獲得吡咯結構之化合物 II-6(式 II-3)。10

式 II-3 : Tu 實驗室合成吡咯化合物 II-6

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推測反應機制如下 : 吖環丙烷的氮上孤電子對攻擊被活化的炔基,形 成銨陽離子(ammonium cation)中間體 II-5a,由於質子轉移,再行還原 除去後,金(I)配位至 OTBS 得中間體 II-5b,II-5b 脫去 TBSOAuPPh3得 II-5c,

經由華格納−米文重排(Wagner-Meerwein rearrangement)擴環為稠環(fused bicycle)結構 II-5d,接著離去一質子可得吡咯衍生物 II-6(流程 II-3)

流程 II-3 : Tu 實驗室合成吡咯化合物 II-6 的反應機制

2015 年 Huang 實驗室利用 2 氫-吖吮(2H-azirine)化合物 II-7 及炔醯 胺衍生物 II-8 當起始物,在室溫下以一價金錯合物進行分子間環化反應,

可得到多取代吡咯化合物 II-9(式 II-4)。11

式 II-4 : Huang 實驗室合成吡咯化合物 II-9

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推測反應機制如下 : 炔醯胺起始物 II-8 中炔之 π 電子會與金離子配位,

氮上電子共振形成 keteniminium 中間體 II-8a,二氫-吖吮化合物 II-7 氮上 孤對電子攻打至 keteniminium 中間體中較缺電子的碳,形成 II-8b,此時 有兩個反應途徑,路徑 a : 烯胺(enamine)部分行親核性加成至吖吮環,

可得吡咯結構中間體 II-8d。路徑 b : 分子內電子轉移使三員環開環,形成

II-8c 與其共振中間體 II-8c’,經分子內環化,也可得吡咯結構中間體 II-8d。

再質子化去金與芳香化,獲得吡咯化合物 II-9(流程 II-4)。

流程 II-4 : Huang 實驗室合成吡咯化合物 II-9 的反應機制

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