5.1 分析儀器及基本實驗操作
1. 核磁共振光譜(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy),簡稱
(NMR):係以 BRUKER AVANCE 500 NMR(500 MHz)、JNM-EX400 NMR(400 MHz)或 Varian Gemini-200(200 MHz)核磁共振光譜儀 所測定。樣品以氘化氯仿(CDCl3)為溶劑,化學位移( chemical shift)
以 ppm 為 單 位 ; 1H NMR 光 譜 化 學 位 移 以 四 甲 基 矽 烷
(tetramethylsilane, 簡稱 TMS)為內標準,定義其化學位移為 0 ppm。
而分裂形式(splitting pattern)定義如下:s, 單峰(singlet);d, 雙重 峰(doublet);t, 三重峰(triplet);q, 四重峰(quartet);quin, 五重 峰(quintet);m, 多重峰(multiplet)。偶合常數(coupling constant)
以J 表示,單位是 Hz。光譜數據之記錄依序是:化學位移(分裂形式,
偶合常數,氫數)。13C NMR 光譜是以同型儀器操作,化學位移以氘 化氯仿(CDCl3)中間線為內標準,定義其化學位移為77.0 ppm。
2. 紅外線光譜儀(Infrared Spectroscopy,簡稱 IR):使用JASCOF/IR-5300 型光譜儀作為測定儀器。以polystyrene 之 1601cm-1吸收作為內標準來 校正。光譜單位為波數(cm-1)。
3. 質譜(Mass Spectroscopy,簡稱 MS):使用 MAT-95XL HRMS 型質譜 儀作為測定儀器。係委託國科會中興大學貴重儀器使用中心代測。
4. 高解析質譜(High Resolution Mass Spectroscopy,簡稱 HRMS):使用 MAT-95XL HRMS 型質譜儀作為測定儀器。係委託國科會台中中興大 學貴重儀器使用中心代測。
5. X-光單晶繞射光譜:使用 Enraf-Nonius FR590 四環單晶繞射儀(CAD4)
及Nonious CAD4 Kappa Axis XRD 作為測定儀器。係委託郭頂審助教
及國科會台北貴重儀器使用中心代測。
6. 薄層色層分析(Thin Layer Chromatography,簡稱 TLC):使用 Merck Silica gel 60 F254 0.2mm 厚度的鋁箔薄片展開後,以紫外燈或顯色液 來檢視薄層色層分析片。
7. 管柱色層分析(Column Chromatography):使用 Merck Silica gel 60,
230–240 mesh ATSM 作為填充物,用加壓快速層析(flash column chromatography)依 Still 的操作方法來分離。沖堤液(eluent)若是兩 種溶劑系統,是以體積比值而配製,記錄方法為兩種溶劑之體積比值。
8. 熔點(melting point,簡稱 mp):係由 Mel-Temp 熔點測定儀器所測定。
此儀器並未作校正。
9. 所有反應物和溶劑均為試藥級或分析級,若需進一步純化或乾燥,則 依標準處理手續。乙醚(ether)、四氫呋喃(THF)、二氯甲烷(CH2Cl2) 均經過溶劑純化系統乾燥及純化(active alumina column)。三乙基胺
(NEt3) 在使用前是以氫化鈣(CaH2)乾燥後蒸餾而得。
10. 所有反應均在氮氣或氬氣下進行且均需攪拌,是以磁攪拌子在攪拌器 上進行,反應如無特別說明是以Schlenk flask 為反應瓶,在使用前皆 須經過真空加熱並填充氮氣或氬氣(至少重複三次)。低溫反應是以乾 冰加工業級丙酮控制冷卻槽的溫度,或以電動低溫槽(Cryocool)維 持低溫反應的進行。反應時間的控制則是以TLC 片來測定。
5.2 鈀(II)鈀金屬催化連續環化反應合成環戊[b]吲哚
5.2.1 一般實驗程序
一般實驗程序 I【4-三甲基矽基-3-丁炔-1-醇之合成】︰
取 100 毫升的雙頸瓶或 Schlenk 瓶,準備滴加管,利用真空、加熱除 去氧氣及水氣,最後回充氮氣,此步驟反覆三次。在氮氣下,將 n-BuLi
(2.5 當量)置入反應瓶中,反應以乾冰浴冷卻至-78 ºC,3-丁炔-1-醇(1.0 當量)溶於無水乙醚(10 毫升),利用針筒將其注入滴加管中後,逐滴加 入反應瓶中,滴完後在-78 ºC 下反應 1 小時,接著以乙醚(10 毫升)稀釋 氯化三甲基矽烷(TMSCl,2.5 當量)後加入反應瓶中攪拌 10 分鐘後,回 到室溫反應4 小時,反應冷卻至 0 ºC 加入 2.5 N 鹽酸水溶液終止反應,以 乙醚(10 毫升×3)萃取,有機層經無水硫酸鎂乾燥除水過濾後,減壓濃縮 得粗產物 II-57。
一般實驗程序 II【4-碘基-1-丁炔-1-三甲基矽烷之合成】:
取 100 毫升的雙頸瓶或 Schlenk 瓶,利用真空、加熱除去氧氣及水氣,
最後回充氮氣,此步驟反覆三次。將4-三甲基矽基-3-丁炔-1-醇以無水二氯 甲烷(10 毫升)溶解,利用針筒將其注入反應瓶後,反應冷卻至 0 ºC,加 入三乙基胺(1.3 當量),和對甲苯磺醯氯(1.2 當量)攪拌 5 分鐘後回室 溫下反應,以薄層色層分析進行監控,待完全反應後加入二次水中止反 應,以二氯甲烷(10 毫升×3)萃取,有機層經無水硫酸鎂乾燥除水過濾後,
減壓濃縮所得之粗產物加入碘化鈉(2.5 當量),在丙酮(10 毫升)中加熱 迴流,以薄層色層分析進行監控,待其完全置換成碘化物後,利用減壓濃 縮除去丙酮,再加入飽和硫代硫酸鈉水溶液終止反應,以二氯甲烷(10 毫
升×3)萃取,所得有機層經無水硫酸鎂乾燥除水過濾後,減壓濃縮得到粗 產物淡黃色液體 II-55。
一般實驗程序 III【3-甲氧基環己烯酮之合成】:
取 100 毫升的雙頸瓶或 Schlenk 瓶,利用真空、加熱除去氧氣及水氣,
最後回充氮氣,此步驟反覆三次。將1,3-環己二酮(1.0 當量)置入反應瓶 中後,抽真空回填氮氣,以針筒打入無水甲醇(10 毫升)到反應瓶中幫助 溶解後加入碘(0.03 當量)催化,在室溫下反應 6 小時,以薄層色層分析 進行監控,完全反應後以減壓濃縮將甲醇除去後,加入飽和硫代硫酸鈉水 溶液終止反應,以二氯甲烷(10 毫升×3)萃取,所得有機層經無水硫酸鎂 乾燥除水過濾後,減壓濃縮所得之粗產物經由減壓蒸餾純化,得無色透明 液體 II-54。
一般實驗程序 IV【帶炔基之環己烯酮化合物之合成】:
取 100 毫升的雙頸瓶或 Schlenk 瓶,架設滴加管,利用真空、加熱除 去氧氣及水氣,最後回充氮氣,此步驟反覆三次。在氮氣下利用真空乾燥 過針筒抽取t-BuLi(1.2 當量)注入反應瓶中,反應冷卻至-78 ºC,碘化物 II-55(1.2 當量)溶於無水乙醚後利用針筒注入滴加管中,在-78 ºC 下慢慢 滴入反應瓶中,待全部滴入後再反應1 小時,使鋰試劑和碘化物完全反應,
以乙醚溶解 3-甲氧基環己烯酮 II-54(1.0 當量)再加入反應瓶中攪拌 10 分鐘後,回到室溫反應4 小時,冰浴下加入 2.5 N 鹽酸水溶液攪拌 1 小時,
以乙醚(10 毫升×3)萃取,有機層經無水硫酸鎂乾燥除水過濾後,減壓濃 縮所得粗產物,以試藥級甲醇(10 毫升)溶解,加入碳酸鉀(1.0 當量)
在室溫下反應,以薄層色層分析進行監控,完全反應後減壓濃縮除去甲 醇,加入二次水和乙酸乙酯(10 毫升×3)萃取,有機層經無水硫酸鎂乾燥
除水過濾後,減壓濃縮得到粗產物 II-60。
一般實驗程序 V【帶環己烯酮之 2-炔基苯胺化合物之合成】:
取 100 毫升的雙頸瓶或 Schlenk 瓶,利用真空、加熱除去氧氣及水氣,
最後回充氮氣,此步驟反覆三次。置入烯炔酮化合物 II-60(1.0 當量)及 苯胺碘化物(1.2 當量),並加入 Pd(PPh3)4(0.02 當量)、碘化亞銅(0.04 當量)後抽真空10 分鐘再回充氮氣,再以針筒加入無水二氯甲烷(5 毫升)、 及三乙基胺(2.0 當量),在室溫下反應,以薄層色層分析進行監控,完全 反應後加入飽和氯化銨水溶液終止反應,以二氯甲烷(10 毫升×3)萃取,
所得有機層經無水硫酸鎂乾燥除水過濾後,減壓濃縮即得粗產物 II-61。
一般實驗程序 VI【帶環己烯酮之 2-炔基苯磺醯胺化合物之合成】: