T8 6%
小題 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 合計
配分 2 6 2 2 11 2 4 3 4 2 6 8 2 6 4 64
得分
問題 T8 : 肌醇(inositols)的鑑定與合成
在這個問題中，我們先定義了所謂的”3D 結構”和”透視法結構式”。 下圖為 β-葡萄糖 (Glucose)所呈現的樣式。
3D 結構 透視法結構式
肌醇泛指1, 2, 3, 4, 5, 6-六氫氧基環己烷。這些六元環的分子中，尤其是肌肉肌醇(myo-inositol)，參與了許多生物程序。
肌肉肌醇(myo-inositol)的結構
1. 畫出肌醇(inositols)的結構式，不需要畫出詳細的立體化學位向
這個家族的分子包含了9 種不同的立體異構物，包含光學異構物 2. 畫出所有具有光學活性的立體異構物的 3D 結構
某一特殊肌醇的結構，名為肌肉肌醇(myo-inositol)，將在這裡被討論。其中有一種椅型 結構特別穩定占絕大多數，而且此結構可以經由NMR 的氫譜分析推導出來。下列的光 譜是樣品在重水中(D2O)利用 600 MHz 所測量的。這個分子所有的訊號都出現在此光譜 當中，每一個訊號的積分值也顯示在光譜中。
3. 寫出這個從肌肉肌醇(myo-inositol)衍生出的主要化合物的分子式，而且這個分子式可 以圓滿地解釋在NMR 氫譜中所觀察到的氫的數目。
4. 基於氫訊號的數量和積分，有幾個對稱平面存在於此分子當中。
5. 完成下列肌肉肌醇(myo-inositol)最穩定構型的透視畫法，然後根據上面 NMR 的結果 標記每個氫相對應的字母(a, b, c 或 d)。在下列的表示法中氫原子 a 必須連接於碳原子 a 上。接著，畫出其 3D 結構。
3D structure:
肌醇(inositols)的合成
對於藥物應用而言，能夠大量地合成一些肌醇(inositols)磷酸酯是很有幫助的。我們將 研究從溴二醇(bomodiol) 1 來合成肌醇(inositols) 2。
6. 選擇化合物 2 和 3 之間正確的結構上關係
鏡像異構物 enantiomers
差向異構體 epimers
非鏡像異構物 diastereomers
阻轉異構物 atropoisomers
肌醇(inositols) 2 可從化合物 1 經由七個步驟而獲得
7. 畫出化合物 4 的 3D 結構 4
8. 可以獲得化合物 5 的反應是發生在具有最高電子密度的雙鍵上。考慮下方 1-溴-1,3-環己二烯(1-bromo-1,3-cyclohexadiene)的結構，它為化合物 4 的部分結構。首先圈出具 有最高電子密度的雙鍵，接著分別畫出可以解釋由於溴原子所具有的不同特性時，所 造成雙鍵有不同電子密度的現象。
9. 畫出主要的非鏡像異構物 5 的 3D 結構。
5
10. 從單一鏡像化合物 1 開始合成，可得到有多少個屬於產物 5 的立體異構物？
11. 從化合物 5 轉換到化合物 6，同時可以產生另一個具有相同分子式的產物 6’。
畫出化合物 6 和 6’的 3D 結構。
6 6’
12. 畫出主要的非鏡像異構物 8 和 9 的 3D 結構
8 9
13. 選出可以獲得化合物 2 的最佳反應條件 A。
H2, Pd/C
K2CO3, HF
HCOOH, H2O
BF3·OEt2
14. 假設溴原子不存在化合物 1 時，除了可以產生化合物 2 以外，同時會獲得另一個立 體異構物。如果在此合成的步驟中，反應的立體選擇性、化學試劑和劑量均相同。畫 出另一個立體異構物的3D 結構，並選出它與化合物 2 的關係。
鏡像異構物(enantiomers)
差向異構體(epimers)
非鏡像異構物(diastereoisomers)
阻轉異構物(atropoisomers)
15. 從化合物 1 合成至化合物 2 的過程，選出所有可以去除保護基(protecting groups)和 可以去除取代基(directing groups)的步驟。
1 → 4
4 → 5
5 → 6
6 → 7
7 → 8
8 → 9
9 → 2