第二章 路易斯酸輔佐烯炔醯胺合成六氫異喹啉酮衍生物
2.1.2 烯炔醯胺化合物分子之環化反應
近年來炔醯胺(ynamide)官能基分子被廣泛利用於分子間或分子內的 環化反應,利用炔醯胺化合物反應性優良及分子結構容易製備的優點,能 利用酸或金屬催化快速建立出複雜的結構,以下為炔醯胺化合物的文獻回 顧。
2002 年,Mori 實驗室設計一烯炔醯胺化合物 II-11,在室溫條件下,
利用第一代 Grubbs 催化劑進行分子內環化反應,可以得到具有二烯醯胺化 合物 II-12(式 2-4)。20
式 2-4:Mori 實驗室合成二烯醯胺化合物 II-12
推測反應機構如下:Grubbs 催化劑先和炔基上的 π 電子配位形成中間 體 II-11a,進行[2+2]環化加成反應形成四員環中間體 II-11b,再進行消去
反應,釕金屬在和另一邊上的雙鍵π 電子進行電子配位,形成中間體 II-11c,
再進行一次[2+2]的環化加成反應形成四員環中間體 II-11d,最後再進行一 次消去反應,脫去釕金屬,即得到具有二烯醯胺化合物 II-12(流程 2-5)。
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流程 2-5:Mori 實驗室合成二烯醯胺化合物之反應機構
2015 年,Takasu 實驗室利用具有芳烴類的炔醯胺化合物 II-13,在室 溫 及二氯甲 烷( dichloromethane, DCM ) 的條件下 ,使用三 氟甲磺酸
(trifluoromethanesulfonic acid, TfOH)輔佐下進行分子內的合環反應,可 得到喹啉衍生物 II-14(式 2-5)。21
式 2-5:Takasu 實驗室合成喹啉衍生物 II-14
推測反應機構如下(流程 2-6):起始物 II-13 上的氮上電子回推至炔 基,形成 ketenimine 中間體 II-13a 後,五員環氮上的電子共振,電子轉移 後使得烯基上的π 電子加成至 ketenimine,進行合環反應得到中間體 II-13b,
鹼去抓取氮旁邊的氫,電子轉移後,形成中間體 II-13c,六員環上的氮上 電子共振下來,抓三氟甲磺酸上的氫離子,形成中間體 II-13d,最後 work-up 可以得喹啉衍生物 II-14。
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流程 2-6:Takasu 實驗室合成喹啉衍生物 II-14 反應機構
2017 年,Yeh 實驗室設計一含炔醯胺的環己烯起始物 II-15,在二氯甲
烷及 40 oC 條件下,利用金銀共催化進行分子內合環反應,可得三環併環
產物 II-16(式 2-6)。22
式 2-6:Yeh 實驗室合成三環併環產物 II-16
推測反應機構如下(流程 2-7):首先,金先配位在炔醯胺的環己烯起 始物 II-15 炔基上形成中間體 II-15a,之後六員環上雙鍵的 π 電子攻打到 炔基上進行 6-exo-dig 環化反應,得到[3.3.1]橋環中間體 II-15b,金上的電 子回推經電子轉移後形成具有金碳烯之三環結構的中間體 II-15c,但因三 環結構較不穩定的關係,三環的碳-碳鍵轉移到金上,形成含三級碳陽離子 之中間體 II-15d,之後四氟化硼陰離子攻打金原子形成雙鍵,即可得三環 併環產物 II-16。
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流程 2-7:Yeh 實驗室合成三環併環產物 II-16
2017 年,Yeh 實驗室將含炔醯胺的環己烯起始物 II-17,在乙醚(ether)
及室溫條件下,利用三氯化鋁(aluminium chloride, AlCl3)的輔佐下進行 分子內合環反應,可得到高度立體選擇性的橋雙環化合物 II-18。推測反應 機構如下(流程 2-8): 首先,三氯化鋁會先活化炔醯胺化合物 II-17 中的 炔基,使其形成 keteniminium 中間體 II-17a,之後氯負離子加成在六員環 的雙鍵上,經電子轉移後,雙鍵上的π 電子會加成到 keteniminium 較缺電 子的碳上,進行合環得到中間體 II-17b,最後加水脫去鋁,即可得到含氯 橋雙環化合物 II-18。23
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流程 2-8:Yeh 實驗室合成橋雙環化合物 II-18
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