流程 II-2 : Gagosz 實驗室合成吡咯衍生物 II-4 的反應機制
2009 年 Tu 實驗室使用含有炔基的吖環丙烷（aziridine）衍生物 II-5 作為起始物，溶劑為甲苯，回流環境下以金銀共催化方式行分子內環化反 應，獲得吡咯結構之化合物 II-6（式 II-3）。10
式 II-3 : Tu 實驗室合成吡咯化合物 II-6
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推測反應機制如下 : 吖環丙烷的氮上孤電子對攻擊被活化的炔基，形 成銨陽離子（ammonium cation）中間體 II-5a，由於質子轉移，再行還原 除去後，金(I)配位至 OTBS 得中間體 II-5b，II-5b 脫去 TBSOAuPPh3得 II-5c，
經由華格納−米文重排（Wagner-Meerwein rearrangement）擴環為稠環（fused bicycle）結構 II-5d，接著離去一質子可得吡咯衍生物 II-6（流程 II-3）。
流程 II-3 : Tu 實驗室合成吡咯化合物 II-6 的反應機制
2015 年 Huang 實驗室利用 2 氫-吖吮（2H-azirine）化合物 II-7 及炔醯 胺衍生物 II-8 當起始物，在室溫下以一價金錯合物進行分子間環化反應，
可得到多取代吡咯化合物 II-9（式 II-4）。11
式 II-4 : Huang 實驗室合成吡咯化合物 II-9
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推測反應機制如下 : 炔醯胺起始物 II-8 中炔之 π 電子會與金離子配位，
氮上電子共振形成 keteniminium 中間體 II-8a，二氫-吖吮化合物 II-7 氮上 孤對電子攻打至 keteniminium 中間體中較缺電子的碳，形成 II-8b，此時 有兩個反應途徑，路徑 a : 烯胺（enamine）部分行親核性加成至吖吮環，
可得吡咯結構中間體 II-8d。路徑 b : 分子內電子轉移使三員環開環，形成
II-8c 與其共振中間體 II-8c’，經分子內環化，也可得吡咯結構中間體 II-8d。
再質子化去金與芳香化，獲得吡咯化合物 II-9（流程 II-4）。
流程 II-4 : Huang 實驗室合成吡咯化合物 II-9 的反應機制
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2.1.2 金催化環化反應
2010 年 Lee 實驗室以醇炔烴化合物 II-10 為起始物，使用金(I)催化劑，
在三氟甲磺酸銀（silver trifluoromethanesulfonate, AgOTf）共催化下，經由
分子內合環反應，可得到三取代呋喃化合物 II-11（式 II-5）。12
式 II-5 : Lee 實驗室合成之呋喃化合物 II-11
推測反應機制如下 : 首先，AuPPh3Cl 與 AgOTf 反應得到金陽離子 Au(I)，金一價與起始物 II-10 上的炔基配位，形成中間體 II-10a，羥基的 氧原子選擇性地進行親核性加成至被活化的炔基，環化得到 vinylgold 中間 體 II-10b，質子轉移後再得到中間體 II-10c，II-10c 行還原除去得到中間 體 II-10d，之後 II-10d 芳香化形成呋喃化合物 II-11（流程 II-5）。
流程 II-5 : Lee 實驗室合成呋喃化合物 II-11 的反應機制
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2006 年 Adrio 與 Carretero 實驗室使用 Boc 保護的炔丙胺 II-12 作為起 始物，在金銀共催化的條件下進行反應可以得到惡唑烷酮（oxazolidone）
結構的產物 II-13（式 II-6）。13
式 II-6 : Adrio 與 Carretero 實驗室合成之惡唑烷酮化合物 II-13
推測反應機制如下 : 首先，金與炔丙胺 II-12 的炔基配位，由於立體 選擇性氧提供孤對電子進行 5-exo-dig 環化反應，可得到陽離子 vinylgold 中間體 II-12b，經由脫去質子和叔丁烯斷裂，質子轉移後形成中間體 II-12c，
最後還原除去金形成惡唑烷酮化合物 II-13（流程 II-6）。
流程 II-6 : Adrio 與 Carretero 實驗室合成惡唑烷酮化合物 II-13 的反應機制
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2007 年 Nakamura 實驗室用炔基矽烷化合物 II-14 當作起始物，以金(I) 作為催化劑，在甲苯、45 ℃條件下行分子內環化反應，得到苯并噻吩
（benzothiophene）化合物 II-15（式 II-7）。14
式 II-7 : Nakamura 實驗室合成苯并噻吩化合物 II-15
推測反應機制如下 : 氯化金先配位在炔基上形成中間體 II-14a，硫上 孤對電子行親核性加成至缺電子的炔基，形成五員環 silylsulfonium 中間體
II-14b，再進行矽基遷移，接著脫去金催化劑可得到產物 II-15（流程 II-7）
。流程 II-7 : Nakamura 實驗室合成苯并噻吩化合物 II-15 的反應機制
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2013 年 Liu 實驗室用苯乙二醛（phenylglyoxal）衍生物 II-16、二級胺
II-17 和末端炔衍生物 II-18 在三溴化金催化下，以甲醇為溶劑，溫度 60 ℃
下先進行耦合反應得到炔丙基胺中間體 II-16a，接著進行合環反應得到呋 喃衍生物 II-19 （式 II-8）。15式 II-8 : Liu 實驗室合成呋喃衍生物 II-19
推測反應機制如下 : 經由金的催化進行曼尼希‒格任亞（Mannich-
Grignard）反應使苯乙二醛、二級胺和炔進行耦合得到炔丙胺中間體 II-16a，
隨後金催化劑配位在炔烴上，提高炔烴的親電性，氧上電子行 5-endo-dig 環化反應得到中間體 II-16b，質子轉移後形成 II-16c，最後還原除去金形 成呋喃衍生物 II-19（流程 II-8）。
流程 II-8 : Liu 實驗室合成呋喃衍生物 II-19 的反應機制
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2017 年 Wang 實驗室以雙炔化合物 II-20 做為起始物，使用三氯化金 當作催化劑，在金銀共催化條件下，以甲苯為溶劑，室溫、大氣下進行反 應得到呋喃二酮化合物 II-21（式 II-9）。16
式 II-9 : Wang 實驗室合成呋喃二酮化合物 II-21
推測反應機制如下 : 金先活化起始物 II-20 的炔基，促使氧提供電子 行 5-endo-dig 反應，得到 vinylgold 中間體 II-20a，此時水行親核性加成反 應形成 II-20b，經質子轉移和脫金得到 II-20c，在酸催化下五員環開環，
經酮–烯醇互變異構化（keto-enol tautomerization）形成雙酮結構 II-20e，
在酸性下脫水得到中間體 II-20f，再進行第二次 5-endo-dig 反應形成呋喃 中間體 II-20g，水行親核性加成在碳陽離子形成 II-20h，接著質子轉移和 脫去金催化劑，最後 II-20i 在空氣中氧化獲得呋喃二酮產物 II-21（流程 II-9）。
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流程 II-9 : Wang 實驗室合成呋喃二酮化合物 II-21 的反應機制
2016 年 Hashmi 實驗室利用炔醯胺（ynamide）化合物 II-22 與苯甲醯 亞胺酸（anthranil）II-23 當起始物，溶劑為三氟甲苯，溫度-20 ℃下以金 銀共催化行分子間合環反應即得 7-醯基吲哚 II-24（式 II-10）。17
式 II-10 : Hashmi 實驗室合成 7-醯基吲哚化合物 II-24
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推測反應機制如下 : 金與炔醯胺 II-22 的炔基配位， 苯甲醯亞胺酸當 親核性試劑加成至炔基形成 II-23a，金上電子回推，使氮‒氧鍵斷裂得到 gold carbene 中間體 II-23b，苯環上 π 電子攻打至 gold carbene 的碳與質子 轉移形成 II-23c，還原除去金形成中間體 II-23d，接著進行 1, 3 – 氫遷移
（1, 3 - H shift）獲得 7-醯基吲哚 II-24（流程 II-10）。
流程 II-10 : Hashmi 實驗室合成 7-醯基吲哚化合物 II-24 的反應機制
2014 年 Li、Shen 與 He 團隊利用吲哚衍生物 II-29 作為起始物，在三 氯化金催化下，行分子內合環反應得到咔唑（carbazole）產物 II-30（式 II-11）。18
式 II-11 : Li、Shen 與 He 團隊合成咔唑 II-30
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推測反應機制如下 : 三氯化金與起始物的炔基配位形成 II-29a，吲哚
上之五員環提供π 電子攻打到炔基，形成一個新六員環，接著脫去一分子
的水與質子轉移得到中間體 II-29c，最後還原除去得到咔唑產物 II-30（流 程 II-11）。
流程 II-11 : Li、Shen 與 He 團隊合成咔唑 II-30 的反應機制
金催化劑較不易與炔醯胺官能基形成 keteniminium 中間體。由於 金原子有鑭系收縮，原子半徑和離子半徑在總體上比預期值小，金較 不能以σ鍵的形式與炔醯胺形成 keteniminium 中間體，因此與π 鍵是 以配位的方式活化炔醯胺官能基。
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2.2 實驗設計
2018 與 2019 年實驗室陳筱鳳學姐、林冠碩學長、簡子強學長、吳榮 軒學長分別使用呋喃炔醯胺衍生物 II-31 及 II-33，以甲苯為溶劑，在室溫 及氮氣條件下，以金(III)作為催化劑，進行分子內合環反應可得到吡咯衍 生物 II-32 及 II-34（式 II-12）。19-22
式 II-12 : 本實驗室合成吡咯衍生物 II-32 及 II-34
參考實驗室學長姐成功合環的例子，為了擴展其官能基容忍度，我們 嘗試將呋喃五號位置以芳香環或芳香乙炔基進行取代。
對五號位置取代基為芳香環之炔醯胺呋喃起始物 II-35 進行逆合成分 析。合環前起使物 II-35 是由 5-芳香基呋喃二級胺化合物 II-36 以銅金屬催
化進行碳－氮耦合反應得到，23化合物 II-36 是由 5-溴呋喃二級胺化合物
II-37 以鈀金屬催化進行鈴木耦合反應（Suzuki coupling）獲得，
24-26化合 物 II-37 是 5-溴呋喃上帶有第三丁氧羰基保護基團的醯胺化合物 II-38 去除 保護基而得到，接著化合物 II-38 是由 5-溴呋喃-2-甲醇 II-39 進行光延反 應（Mitsunobu reaction）而獲得，27-295-溴呋喃-2-甲醇 II-39 可經由 5-溴呋 喃-2-甲醛 II-40 進行還原反應後得到（流程 II-12）。- 18 -
流程 II-12 : 5-芳香基炔醯胺呋喃起始物 II-35 之逆合成分析
對五號位置取代基為芳香乙炔基之炔醯胺呋喃起始物 II-41 進行逆合 成分析。合環前起使物 II-41 是由 5-芳香乙炔呋喃二級胺化合物 II-42 以銅 金屬催化進行碳－氮耦合反應得到，化合物 II-42 是由 5-芳香乙炔呋喃上 帶有第三丁氧羰基保護基團的醯胺化合物 II-43 去除保護基而得到，化合 物 II-43 以 5-溴呋喃上帶有第三丁氧羰基保護基團的醯胺化合物 II-38 進行 薗頭耦合反應（Sonogashira coupling）獲得，30化合物 II-38 是由 5-溴呋喃 -2-甲醇 II-39 進行光延反應而得到， 5-溴呋喃-2-甲醇 II-39 可經由 5-溴呋 喃-2-甲醛 II-40 進行還原反應後得到（流程 II-13）。
流程 II-13 : 5-芳香乙炔基炔醯胺呋喃起始物 II-41 之逆合成分析
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2.3 實驗結果與討論
2.3.1 合環前起始物製備
以 5-溴呋喃-2-甲醛 II-40 作為起始物，利用硼氫化鈉進行還原反應，
得到 5-溴呋喃-2-甲醇 II-39。步驟如下 : 將 5-溴呋喃-2-甲醛 II-40 （1.750 g，10.00 mmol）加入圓底瓶內，加入甲醇（50.0 mL）使起始物完全溶解，
在冰浴下分次添加硼氫化鈉（0.126 g，3.33 mmol），大氣下避光攪拌約一 小時，以 TLC 確認起始物消耗完畢，迴旋濃縮除去甲醇，加入水終止反應，
以二氯甲烷、氯化鈉水溶液萃取，有機層使用無水硫酸鎂除水，過濾濃縮 後可得到透明液體 5-溴呋喃-2-甲醇 II-39 （1.765 g，10.00 mmol），產率 99%（式 II-13）。
式 II-13 : 合成 5-溴呋喃-2-甲醇 II-39
以 5-溴呋喃-2-甲醇 II-39 行光延反應（Mitsunobu reaction），得到醯胺 化合物 II-38。將一雙頸瓶放入磁石、裝上血清塞，在真空系統下烤乾後通 入氮氣，先加三苯基膦（3.148 g，12.00 mmol）、無水四氫呋喃（40.0 mL），
在冰浴下待溫度平衡後逐滴加入偶氮二羧酸二異丙酯（2.4 mL，12.00 mmol），並加入化合物 NHTsBoc（2.713 g，10.00 mmol），待反應穩定後移 除冰浴，使反應瓶在室溫下攪拌 30 分鐘，再將 5-溴呋喃-2-甲醇 II-39（1.765 g，10.00 mmol）以無水四氫呋喃（10.0 mL）稀釋後使用針筒緩慢注入反 應瓶中，避光下反應一小時，以 TLC 確認反應結束，迴旋濃縮除去四氫呋 喃後得到粗產物，經由管柱層析純化可得到黃色膠體，帶有第三丁氧羰基
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保護基團的醯胺化合物 II-38（3.662 g，8.51 mmol），產率 86%（式 II-14）。
式 II-14 : 合成醯胺化合物 II-38
以接有第三丁氧羰基保護基團的醯胺化合物 II-38 為起始物，在鹼性 與加熱的條件下，除去保護基團。取一單頸圓底瓶，加入醯胺化合物 II-38
（3.442 g，8.00 mmol）以甲醇（80.0 mL）溶解，加入碳酸鉀（7.739 g，
56.00 mmol），將反應瓶加熱至 50 ℃，避光反應八小時，以 TLC 確認反
56.00 mmol），將反應瓶加熱至 50 ℃，避光反應八小時，以 TLC 確認反