metathesis O
R1
III-143a III-143b
III-144
流程 3-61:Yamamoto 合成的反應機構
2008 年,Hanzawa 實驗室利用路易斯酸五氟化銻(SbF5)和帶有炔基 與醛基化合物,加入 1.0 當量乙醇,經由炔基-羰基置換以及 Nazarov 環
III-148, 45-89 % Yield tr ans only
III-145 III-146
III-147
流程 3-62:Hanzawa 合成的反應機構
2008 年,Saá 實驗室利用三氟醋酸(TFA)催化苯乙炔化物與醛基化 合物 III-149 進行分子內炔基-羰基置換,得到七員環產物 III-150(流程 3-63)106。
流程 3-63:Saá 合成七員環產物 III-150
2002 年,Li 實驗室利用三氟甲基磺酸銦(In(OTf)3)或三氯化鎵(GaCl3) 催化帶有炔基 III-151 與醛基化合物 III-152,經由炔基-羰基置換可得到 反式共軛烯酮化合物 III-153。另外,少部分會得到[4+1]環化產物 III-154
(流程3-64)107。
流程 3-64:Li 合成環化產物 III-154
2009 年,Yamamoto 實驗室利用三氟甲基磺酸(TfOH)催化帶有炔基 與酮基化合物 III-155,加入甲醇當溶劑,會先得到二甲基縮酮或半縮酮中
流程 3-65:Yamamoto 合成的反應機構
間體 III-155a,接著脫去甲醇或水可得到𨦡正離子 III-155b,最後經由炔 基-羰基置換可得到環戊烯酮化合物 III-156(流程 3-65)108。
2009 年,Hanzawa 實驗室利用五氟化銻(SbF5)帶有一當量甲醇的系 統當作催化劑,醛基會先和炔基進行分子間炔基-羰基置換反應,得到帶 有共軛烯酮之中間產物 III-158,在與鄰位醯胺官能基進行分子內環化加成 反應,得到具有高產率以及高選擇性的反式2,3-雙取代二氫喹啉酮 III-159
(流程3-66)109。
R1
NH CO2Et
R2CHO
SbF5•MeOH (10 mol%) DCE
O
NH R1
R2 CO2Et
O
N R1
R2 CO2Et
III-157 III-158 III-159
流程 3-66:Hanzawa 合成的反應機構
2011 年,Jana 實驗室利用三氯化鐵(FeCl3)催化帶有丙炔醇與醛基 化合物 III-160,會經由炔基-羰基置換可得到苯併吡喃(2H-chromenes)
化合物 III-161(流程 3-67)110。
流程 3-67:Jana 合成的反應機構
經由上述文獻得知酸在催化帶有環氧基化合物的反應時,酸會先活化 環氧乙烷,造成semipinacol 重排反應而得到具有羰基之中間體,最後在經
由炔基-羰基置換反應可得到帶有共軛烯酮化合物。
因此我們推測反應機構如下:三氟甲基磺酸配位在起始物 III-92 的環 氧乙烷的氧上,進行semipinacol 重排反應,造成 1,2-烷基遷移形成帶有炔 基與羰基中間體 III-162b,接著經由[2+2]環化反應形成環丁烯化合物 III-162c,再經由反[2+2]裂環(cycloreversion)形成產物 III-108(流程 3-68)。
III-108 III-92
III-162a 我們推測反應機構可能有兩個途徑:Cycle I,金活化帶有環氧基化合物 III-163a,先進行 semipinacol 重排反應,造成 1,2-烷基遷移形成帶有炔基 與羰基中間體 III-162b,接著金會配位到炔基,羥基加成到中間體 III-163b 形成帶有金氧氮雜環庚烷 III-163c,再經由質子化去金形成產物 III-109a,
從結果可以得知產物為單一非鏡像選擇性化合物,推測在形成氧氮雜環庚 烷 III-109a(oxazepine)只有在固定位向才能合環而造成產率低;Cycle II,
金 當 路 易 斯 酸 活 化 中 間 體 的 醛 基 , 炔 基 當 親 核 性 試 劑 攻 打 到 羰 基 III-163d,氧上孤對電子再攻打到陽離子形成環丁烯化合物 III-163e,金(I)
回到催化系統中,再經由反[2+2]裂環(cycloreversion)形成產物 III-108a
(流程3-69)。
Cycle I Cycle II
OH
2009 年,Mascarenas 實驗室利用分子內帶有共軛雙烯以及丙二烯官能 基 之 化 合 物 III-164 , 在 金 銀 共 催 化 條 件 下 可 得 到 帶 有 八 氫 異 喹 啉
(octahydroisoquinoline)化合物 III-165(流程 3-70)111。
流程 3-70:Mascarenas 合成化合物 III-165
流程 3-71:Mascarenas 合成的反應機構
作者所推測之反應機構:首先,金先與丙二烯進行配位形成中間體 III-164a,接著進行[4+3]環化反應,形成雙環中間體 III-164c,在經由 1,2-烷基遷移(1,2-alkyl shift)及金脫去反應,最後得到八氫異喹啉產物 III-165
(流程3-71)。
2010 年,Ong 實驗室利用帶有二級胺化合物 III-為起始物 III-166,與 丙二酸甲酯在(DCC)及 DMAP 條件下進行縮合反應形成化合物 III-167,
接著利用三甲基胺化氧(Me3NO)除去鐵錯合物得到烯醇醚化合物,再以 草酸將其水解形成烯酮化合物,最後再經由邁克爾加成反應(Michael
addition),可得到產物 III-168(流程 3-72)112。
流程 3-72:Ong 合成化合物 III-168
2010年,Landais實驗室以苯基環己二烯III-169為起始物,會先與乙醛 酸乙酯(ethyl glyoxylate)縮合形成亞胺中間體,在路易斯酸的催化下進 行環化加成反應,最後得到具有立體選擇性之異喹啉產物III-170(流程 3-73)113。
流程 3-73:Landais 合成異喹啉產物 III-170
2009 年,Yoon 實驗室以含有噁肼啶(Oxaziridine)之化合物 III-171,
在銅(II)催化下,會先活化噁肼啶使其進行均裂反應(homolysis),形成 磺醯胺銅(III)中間體 III-172,接著氮加成到含電子的 sp3碳上形成半胺 縮醛(hemiaminal)產物 III-173,最後將其還原成異喹啉產物 III-174(流 程3-74)114。
流程 3-74:Yoon 合成異喹啉產物 III-174
2007 年,Aube 實驗室利用帶有共軛雙烯胺基化合物 III-175 和順丁烯 二酸酐 III-176(maleic anhydride)進行反應,得到八氫異喹啉產物 III-177。
在反應過程中作者並未觀察到任何的中間產物,所以所推測之反應機構可 分成兩種途徑,首先,胺基會先進行乙醯化反應得到中間體 III-175b,再 經由Diels–Alder 反應得到最後產物 III-177;另一途徑為先經由 Diels–Alder 反應得到 III-175a,再經由乙醯化反應得到產物 III-177(流程 3-75)115。
流程 3-75:Aube 合成異喹啉產物 III-177
2008 年,Nelson 實驗室利用[4+2]環化反應及親核試劑的加成反應可 以 得 到 異 喹 啉 產 物 III-179 。 首 先 , N- 甲 氧 基 甲 基 烯 胺 III-178
(N-methoxymethylenamine)在路易斯酸催化下形成亞胺離子(imminium ion),和環己烯進行[4+2]環化反應形成中間體 III-178a,最後加入吲哚當 作親核性試劑進行加成反應(流程3-76)116。
流程 3-76:Nelson 合成異喹啉產物 III-179
OH TsHN
H
III-180 III-92 III-181 III-182
III-182
III-183 III-184 III-82
流程 3-77:化合物 III-182 逆合成分析 3.3.3 起始物的製備
以環己烯酮為起始物,經由貝里斯-希爾曼反應(Baylis–Hillman reaction)得到含有烯醇 III-185 之產物117,利用醋酸酐將醇基保護,接著 還將共軛烯酮還原成烯醇化合物 III-187,在鹼性條件下將烯醇以第三丁基 二甲基矽保護118,再用碳酸鉀及甲醇將乙醯基水解,接著與 N-(2-丙炔基) 對甲苯磺胺經由光延反應(Mitsunobu reaction)得到帶有末端炔之化合物
III-190119,最後利用 Sonogashira 偶聯反應得到合環前起始物 III-191(流
naphthyl, 75 % III-191b
OTBS NTs
Ar 5 mol% NMP, 1.25 eq. formalin
15 %Ba(OH)2, MeOH : H2O = 1 : 5, 1.5 h, 43 %
III-185 III-186
III-187 III-188
III-189 III-190
III-191
流程 3-78:烯炔醇化合物 III-191 合成
表 3-13:化合物 III-192 進行 Sonogashira 偶合反應
化合物 III-185,利用雙氧水進行環氧化反應120,接著與 N-(2-丙炔基)對甲
苯 磺 胺 經 由 光 延 反 應 得 到 帶 有 末 端 炔 之 化 合 物 III-192 , 最 後 利 用 Sonogashira 偶聯反應得到合環前起始物 III-182,芳香環上有推電子基或拉 電子基對產率並沒有特別明顯之影響(表3-13)。
(octahydroisoquinoline)衍生物 III-194a;entry2 中以相同之反應條件芳 香環為萘環取代,可以得到相同之八氫異喹啉產物 III-191b;而在 entry3 中則是嘗試將反應系統除水,在室溫下反應,可以得到一組非鏡相異構物
Entry Yield of
III-194 (%)
Yield of III-195 (%) t(h) NTs TBSO
Ar O
Ar
wet CH2Cl2 CH2Cl2 a. diastereomeric ratio
H H
III-191
III-194 III-195
我們從 NMR 光譜可得知結構中含有第三丁基二甲基矽,而為了鑑定
此結構我們利用TBAF 將保護基去除,並利用 IBX 將醇基氧化成酮基,最 acetone, 55 °C
2 steps, 80 % d.r. = 11 : 1 TsN
H TBSO
III-195b III-196
TsN methylsillyl 的官能基訊號消失,同樣在 5.80 ppm 的位置也有雙鍵訊號。
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 ppm 的炔基訊號,在產物光譜中消失;60.0~70.0 ppm 之間的碳也消失,推測是 碳-氧鍵的斷裂;最後是在204.2 ppm 發現羰基的訊號,因此我們推測三
鍵也參與反應再與反應環境中的水反應再經由互變異構化最後得到具有 碳陽離子,得到帶有苯乙烯碳陽離子(benzylidene cation)之八氫異喹啉
NTs
中間體 III-191b,最後水攻打到碳陽離子上,再進行互變異構化,得到帶
III-191 III-191a
III-191b
III-191c III-194
流程 3-81:三氯化鐵環化機制