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硝基苯乙烯由於具有強拉電子基 (-NO2),所以在有機合成上是一個 很好的邁克爾受體 (Michael acceptors),硝基乙烯易與有機金屬如鋰、格 里鈉試劑等作用,得到邁克爾加成物 (Michael adducts) 硝基烷類衍生物,

(nitroalkanes derivatives) ,但是,也可經由不一樣的後處理 (work-up) 方 式而得到如肟基滷化物 或腈氧化物等產物,但直至目前為止,大部份對 chromatography–mass spectrometry LC-MS) 及薄層色層分析 (Thin Layer

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晶形的化合物聚集,再進行再結晶,如此方法進行數次,直到核磁共振 ( NMR) 光譜確認純度後,再進行養晶,送測 X-ray 解析。

(圖 33) 3a X-ray 解析圖

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(圖 34) 4a X-ray 解析圖

(圖 35) 3a 1H-NMR 圖

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(圖 36) 4a 1H-NMR 圖

1H-NMR 圖就可看出兩個化合物的不同,反式 (trans-form) 結構在 6-7 ppm 處有兩波峰,而順式 (cis form) 結構在 7.0 ppm 處為單一波峰,由此

1H-NMR 圖波峰的不同,對後續分離純化上的判斷,就可更加順利。

在 以 往 的 研 究 報 告 中 , Ashby 和 其 工 作 伙 伴 以 二 苯 甲 酮

(Benzophenone) 和格里鈉試劑 (Grignard reagent) 反應有發現到 1,6-加成 產物16,而這一結果也經由研究確認是經由單電子轉移反應路徑,並經 ESR 實驗證實10,但是,就我們所知,目前並未有任何有關格里鈉反應得到 1,8-加成產物的相關研究報告,因此,我們針對此一主題,進行研究及探討。

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3.1、立障效應

對於格里鈉反應 (Grignard reaction) 的反應機構是以單電子轉移

(single electron transfer SET),或極性加成 (polar addition) 路徑進行?在前 言已介紹,若反應物立障大,所使用的溶劑極性強 (THF),則傾向單電子

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以甲烷基格里鈉試劑(Methyl Grignard reagent)(Entry a) 當親核試劑時,

由於甲烷基立障小而得到以 1,4-加成的產物 50% 2a,但是也有得到少量的 1,8-加成產物共 23% 3a + 4a ; 試著將烷基立障加大,如乙烷基、正丙烷

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反應相當快速,所以無法得到 1,8-加成產物,僅得到 1,4-加成產物;有趣 的是,當我們格里鈉試劑的烷基換成乙烯基及苯基時,反應持續追蹤 24 小時,卻沒有任何產物出現,可能因為乙烯基及苯基的親核性太弱了,導 致無法有效的加成到反應物硝基乙烯上,對於上述的各種結果,以一簡單 的反應機構來加以驗證 (圖 38) :

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(圖 38) 格里鈉試劑 和 1,1,2-苯基-2-硝基乙烯反應機構

反應過程中先形成自由基陰離子再與 R group 作用,得到各種不同的產物,

其產物生成的選擇以 R group 的特性而定,如立障大小、形成自由基時的 穩定性等。

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從上表的結果推測,使用強離去基,如 NO2、SPh、OPh 等取代基,

可能在反應過程中與格里鈉試劑反應太過激烈,導致整個反應系統呈暗棕 色,經 LC-MS 檢測後,沒有得到任何預期的產物,而取代基為 H 時 (Entry

1),由於立障小,且並非反應性強的離去基,故得到的以極性加成 1,4-加 成的產物為主 52% 7a,以單電子轉移機構為主的 1,8-加成的產物僅得 10%

8a, 及 11% 的 10a。

由於 1,8-加成是以 SET 的機構進行反應而得的產物,在反應中由於 碳-碳雙鍵 (烯類) 在進行單電子轉移過程中,從雙鍵變為單鍵時會旋轉 (Rotation),所以最後得到的 1,8-加成產物會出現 順式 (cis form) 及反式 (trans form) 的不同。

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