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
3.1.2 炔醯胺化合物分子之環化反應
2015 年，Hashmi 和 Ohno 團隊設計含有丙炔基的炔醯胺化合物 III-18，
在甲苯加熱 80 oC 條件下，利用金催化進行分子內合環反應，得到吡咯骨
架的化合物 III-19（式 3-7）。52
式 3-7：Hashmi 和 Ohno 團隊利用金催化得到吡咯骨架的化合物 III-19 推測反應機構如下（流程 3-8），金(I)同時活化炔基的 σ 和 π 電子形成 中間體 III-18a，然後金陽離子轉移到炔醯胺的炔基上形成中間體 III-18b，
炔基上的π-回饋鍵合（π-backbonding）使炔基的 π 電子去攻打在炔醯胺的 炔基，形成金的亞乙烯基（gold vinykidene）中間體 III-18c，進行夫里德 耳-夸夫特反應後經芳香化和質子化去金得到中間體 III-18d，再經一次芳 香化形成中間體 III-18e，最後經由質子化去金得到吡咯骨架的化合物 III-19。
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流程 3-8：Hashmi 和 Ohno 團隊用金催化得到吡咯骨架的化合物 III-19 之 反應機構
2016 年，Liu 實驗室使用金銀共催化炔醯胺化合物 III-20 和腈類
（nitrile）化合物 III-21 的分子間合環反應，得到吡啶（pyridine）化合物 III-22 及嘧啶（pyrimidine）III-22‘（式 3-8）。53
式 3-8：Liu 實驗室利用金銀共催化合成吡啶化合物 III-22
推測反應機構如下（流程 3-9），金先配位在炔醯胺化合物 III-20 的炔
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基上形成中間體 III-20a，有兩條反應途徑，以路徑 a 腈類化合物 III-21 氮 上孤對電子加成在炔基上形成中間體 III-20b，而另一分子的腈類化合物 III-21 氮上的電子加成到氮碳鍵上形成中間體 III-20c，原本炔醯胺氮上的 電子轉移到氮碳參鍵上，進行合環反應在經質子化去金，得到 III-22’，如 果是以路徑 b 的話，另一分子的炔醯胺化合物 III-20 碳上的電子加成在中 間體 III-20a 上形成 ketenimine 中間體 III-20d，腈類化合物 III-21 氮上孤 對電子加成 ketenimine 上形成中間體 III-20e，原本炔醯胺氮上的電子轉移 到氮碳參鍵上，進行合環反應在經質子化去金，得到 III-22，而作者推測 III-20b 也有可能和另一分子炔醯胺化合物反應亦可得到 III-22（流程 3-9）。
流程 3-9：Liu 實驗室利用金銀共催化合成吡啶化合物 III-22 反應機構
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2017 年，Liu 實驗室利用炔醯胺化合物 III-23 和丙炔醇化合物 III-24，
在室溫下以 1,2-二氯乙烯為溶劑，使用金銀共催化的條件下進行分子間合 環反應，可得到吡喃酮（pyranone）化合物 III-25（式 3-9）。54
式 3-9：Liu 實驗室利用金銀共催化合成吡喃酮化合物 III-25
推測反應機構如下（流程 3-10）：首先，金配位在炔醯胺的炔基上形成
中間體 III-23a，丙炔醇上羥基的孤對電子攻打到金配位的炔基上，經質子 化取金形成中間體 III-23b，之後進行克來森重排 （Claisen rearrangement）
中間體 III-23c，金配位到丙二烯上形成中間體 III-23d，再互變異構化形 成中間體 III-23e，氧的電子加成到丙二烯上後經質子化去金形成中間體 III-23f，經水合反應得到中間體 III-23g，脫去胺類化合物，抓去氧上的氫，
即可得到吡喃酮化合物 III-25。
流程 3-10：Liu 實驗室用金銀共催化合成吡喃酮化合物 III-25 之反應機構
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2017 年，Liu 實驗室用鎳 （nickel）催化帶有氰基的炔醯胺化合物 III-26，
和炔基化合物 III-27 在 1,4-二㗁烷（1,4-dioxane）及室溫條件下，進行分 子間合環反應，可得δ－咔啉（δ-carboline）化合物 III-28（式 3-10）。55
式 3-10：Liu 實驗室利用鎳催化合成 δ－咔啉化合物 III-28
推測反應機構如下（流程 3-11），二價的鎳和鋅（zinc）反應還原成零
價的鎳得到氯化鋅（zinc chloride, ZnCl2），氯化鋅先活化炔醯胺化合物 III-26 上的氰基形成中間體 III-26a，之後零價的鎳配位到炔基上，而氰基 和鎳鍵結之後插入到鎳碳鍵之間形成中間體 III-26b，炔基化合物 III-27 和 鎳配位形成中間體 III-26c，然後插入到碳鎳鍵之間形成中間體 III-26d，
最後還原脫消去，即可得到δ－咔啉化合物 III-28。
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流程 3-11：Liu 實驗室用鎳催化合成 δ－咔啉化合物 III-28 反應機構 2018 年，Liu 實驗室設計炔炔醯胺化合物 III-29，在大氣及室溫條件 下，以 1,2-二氯乙烯為溶劑使用金(I)催化，進行[4+2]的分子內環化反應，
形成苯并[b]咔唑（benzo [b] carbazoles）衍生物 III-30（式 3-11）。56
式 3-11：Liu 實驗室利用金催化合成苯并[b]咔唑衍生物 III-30
推測反應機構如下（流程 3-13），金(I)配位在炔醯胺的炔基上形成中間
體 III-29a，氮上電子轉移至炔基上形成 ketenimine 中間體 III-29b，另一
邊的炔基上的 π 電子加成到 ketenimine 上電子轉移到氮上，形成中間體
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III-29c，之後苯環上的 π 電子攻打到碳陽離子上進行夫里德耳-夸夫特反應 形成中間體 III-29d，接著芳香化得到喹啉架構的中間體 III-29e，最後經 質子化去金得到苯并[b]咔唑衍生物 III-30（流程 3-12）。
流程 3-12：Liu 實驗室用金催化合成苯并[b]咔唑衍生物 III-30 之反應機構 2018 年，Hong Chan 實驗室設計炔炔醯胺化合物 III-31 化合物，在大 氣及室溫條件下，以二氯甲烷為溶劑使用金(I)催化，進行[4+2]的分子內環 化反應，形成喹啉衍生物 III-32（式 3-12）。57
式 3-12：Hong Chan 實驗室利用金催化合成喹啉衍生物 III-32 推測反應機構如下（流程 3-13），金(I)先配位在炔基上形成中間體 III-31a，乙醯基上的氧孤對電子加成在金配位的炔基上進行[3,3]-σ 移位重 排反應（[3,3]-simgatropic rearrangement），形成丙二烯酯（allenic ester）中 間體 III-31b，之後金再配位在炔醯胺上的炔基上形成中間體 III-31c，氮 上的電子轉移到炔基上形成 ketenimine 中間體 III-31d，乙醯基上的氧孤對
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電子經電子轉移進行[4+2]環化反應，形成中間體 III-31e，苯環上的 π 電子 加成到雙鍵上，在電子轉移到乙醯基上進行夫里德耳-夸夫特反應形成中間 體 III-31f，最後進行芳香化和質子化去金，即可得到喹啉衍生物 III-32。
流程 3-13：Hong Chan 實驗室用金催化合成喹啉衍生物 III-32 之反應機構
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