壹、新穎格里鈉試劑對二苯基硝基乙烯及其衍生物的1,8-加成反應貳、一鍋化合成雙環硝基苯併二氫吡喃及其衍生物

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(1)國立臺灣師範大學化學系 Department of Chemistry, Nation Taiwan Normal Univeristy. 博士論文. 壹、新穎格里鈉試劑對二苯基硝基乙烯及其衍生物的 1,8-加成反應 A novel 1,8-addition of Grignard reaction to 1,1-diphenyl nitroethylene derivatives 貳、一鍋化合成雙環硝基苯併二氫吡喃及其衍生物 One-pot synthesis of bicyclonitrobischroman derivatives. 指導教授：姚清發博士 ( Dr. Ching-Fa Yao ) 研究生：陳文章 ( Wen-Chang Chen ). 中華民國一○五年六月.

(2) 目錄摘要--------------------------------------------------------------------------1 英文摘要--------------------------------------------------------------------2 壹、. 新穎格里鈉試劑對二苯基硝基乙硝及其衍生物的 1,8-加成反應-------------------------------------------------------------3. 一、前言----------------------------------------------------------------4 1,1、背景-----------------------------------------------------------4 1.2、研究方向----------------------------------------------------11 二、研究動機-------------------------------------------------------20 三、結果與討論----------------------------------------------------25 3.1、立障效應---------------------------------------------------30 3.2、溫度效應---------------------------------------------------35 3.3、其他取代基對反應的影響------------------------------36 四、結論--------------------------------------------------------------39 五、實驗---------------------------------------------------------------40 5.1、分析儀器及基本實驗操作-------------------------------40 5.2、溶劑----------------------------------------------------------41 5.3、實驗步驟----------------------------------------------------42 六、光譜資料--------------------------------------------------------45.

(3) 七、參考資料---------------------------------------------------------59 八、光譜附圖及 X-ray 附圖---------------------------------------61 貳、以鹼催化一鍋化合成雙環硝基併二氫吡喃及其衍生物--138 一、前言------------------------------------------------------------------139 1.1、色 (Chroman) 的應用介紹---------------------------------139 1.2、各種色 (Chroman ) 衍物的合成 --------------- 142 1.3、相關類似物的反應物---------------------------- 145 二、Chroman 研究動機--------------------------------------------148 三、結果與討論---------------------------------------------------------151 四、結論------------------------------------------------------------------166 五、實驗------------------------------------------------------------------167 5.1、分析儀器及基本實驗操作----------------------------------167 5.2、溶劑-------------------------------------------------------------168 5.3、實驗步驟-------------------------------------------------------169 六、光譜資料-----------------------------------------------------------172 七、參考資料-----------------------------------------------------------179 八、光譜附圖及 X-ray 附圖-----------------------------------------183.

(4) 摘要本論文包含兩個主題，每個主是題各自獨立，內容含前言、研究動機、實驗結果與討論及結論。第一個主題主要研究與探討格里納試劑與 β-硝基苯衍生物的反應機構，格里納反應的反應機構是經由極性加成 (polar addition) 或是單電子轉移 (Single Electron Transfer. SET)，一直以來常有爭論，經研究顯示：反應試劑. 立障大，如 t-BuMgCl、溶劑極性強，如 THF，則易以單電子轉移 (Single Electron Transfer SET)，反之則易以極性加成 (polar addition) 路徑進行反應，本實驗使用 1,1,2-三苯基-2-硝基乙烯或 β-硝基苯衍生物與各種不同格里納試劑反應，以探討結果，在固定的溫度 (-25℃) 及 THF 為溶劑條件下，得到以極性加成路徑進行反應的 1,4-加成產物，及以單電子轉移路徑進行反應得到 1,8-加成的產物；1,8-加成是一新穎的反應結果，目前並未有任何研究報告是有關格里納反應以 1,8-加成的結果出現。第二個主題主要是研究利用一鍋化簡單的合成出色 (Chroman)，本實驗採用水楊醛 (Salicylicaldehyde) 4 當量，環已胺 (Cyclohexyl amine) 5 當量、硝基甲烷 (Nitromethane) 1 毫莫耳 ‘ 醋酸 2 毫升，在溫度 80-90℃條件下約 24 小時即完成一鍋化反應，而得到高產率的單一結構三硝基色 (3-Nitro-chroman) 產物，本實驗提供了一個新穎的合成色 (Chroman) 的方法。關鍵字: 極性加成、單電子轉移、1,1,2-三苯基-2-硝基乙烯、色. １.

(5) Abstract This thesis consists of two independent parts. Independently, each part has its own preface, motivation, discussion, experimental results, and conclusions. Research and discussion for the mechanism of the reaction between the Grignard reagent and β-nitrostyrene derivatives are discussed in the first section. Polar addition or single electron transfer has been a controversial issue in the Grignard reaction pathway. The previous studies showed the Grignard reagent with greater steric-hindered functionality, such as t-BuMgCl in polar solvent including THF, favors the SET reaction route; while the Grignard reactions with less steric crowding in non-polar solvents, such as ether were found to be via the polar. addition. route.. The. results. of. reactions. of. 1,1,2-triphenyl-2-nitroethane or β-nitrostyrene derivatives with several different kinds of Grignard reagents were discussed in this research work. Under -25℃inTHF, two different products were found to be 1,4-addition product via polar addition route and 1,8-addition product via single transfer electron route. 1,8-Addition product resulting from the Grignard reaction is novel since hitherto was not described. One-pot preparation of Chroman is the subject of the second part of this thesis. This one-pot synthesis was carried out under the following reaction condition to produce 3-nitro-chroman as an exclusive product with excellent yield. As such, salicylicaldehyde and cyclohexylamine along with nitromethane in (4:5:1) mixed in glacial acetic acid (2.0 ml) at 80-90℃for 24 hours. Therefore, a novel method for the preparation of Chroman was invented. Key word: polar addition、Single Electron Transfer、1,1,2-Triphenyl-2-nitro-ethene、Chroman ２.

(6) 壹新穎格里鈉試劑對二苯基硝基乙烯及其衍生物的 1,8-加成反應 A novel 1,8-addition of Grignard reaction to 1,1-diphenylnitroethylene derivatives. ３.

(7) 一、前言： 1.1、背景：共軛硝基化合物 (nitroalkenes) 與各種有機金屬試劑例如鋁、鎂、鋅、銅、硼、鋰等試劑的反應已被廣泛地研究和報導 1，本課題的研究重點置於”鎂”亦即格里鈉試劑，格里鈉試劑在 1910 年被法國科學家 Grignard 發現後 2，許多有機化合物和格里鈉試劑反應的相關研究報告被發表(圖 1)。. (圖 1) 各種有機化合物和格里納試劑的反應. 但一直到現在，只有少數的研究報告，是有關格里鈉試劑 (Grignard reagent) 與硝基乙烯 (nitroalkenes) 的反應 3；1930 年 Kohler 指出格里鈉試劑與 β-硝基乙烯 ( β-nitrostyrene)、cis-α 硝基茋 (cis-α-nitrostilbene) 和三苯基硝４.

(8) 基乙烯三種硝基化合物的反應，除了 β-硝基乙烯 (β-nitrostyrene) 易發生聚合現象外 4，其餘化合物均可得到 1,4-加成的產物 (圖 2). (圖 2) 格里鈉試劑與 cis-α 硝基茋 (cis-α-nitrostilbene)反應但由於這個化合物極易重排，而產生分子內氧化、還原和水解的反應，最後得到穩定的化合物 (圖 3) 還原. 水解. 氧化. (圖 3) 化合物重排，產生分子內氧化、還原和水解的反應. 1947 年 Buckley 提出了格里納試劑與硝基乙烯的反應，除了有 1,4-加成外，５.

(9) 尚有 1, 2-加成的反應現象發生 3(b) 如以下的 (圖 5) 所示:. (圖 5) 格里納試劑與硝基乙烯的反應，有 1,4-加成及 1,2-加成. 1988 年 Wright 研究繼續探討 β-硝基乙烯 (β-nitrostyrene ) 和芳香基格里鈉試劑 (Aryl Grignard reagent) 的反應. (1(b)). ，得到高產率且屬於修訂型. Nef-reaction 的最終產物，”醛類化合物” (圖 6 ) 由於這份研究報告的成果，使得 β-硝基乙烯 ( β-nitrostyrene) 的研究價值更為提高。. ６.

(10) (圖 6) β-硝基乙烯和芳香基格里鈉試劑反應，得到類 Nef-reaction 的產物. 1990 年 Barboni 等人以類烯丙基格里鈉試劑(Homoallylic Grignard) 與 β-硝基乙烯反應進行研究，由於烯丙基格里鈉試劑(allylic Grignard reagent) 進行反應時具有共振效應，所以 Barboni 等人針對其特性採用類烯丙基格里鈉試劑與 1-芳基-2-硝基乙烯類進行反應，結果下如預期的得到 1,4-的產物 (圖 7)。. (圖 7) 類烯丙基格里鈉試劑與 1-芳基-2-硝基乙烯類進行反應. 從上述的各先進的研究結果顯示，格里鈉試劑與硝基乙烯的反應，仍有其７.

(11) 研究的價值。共軛硝基烯類化合物在有機合成上是非常有用的中間體，是因硝基化合物具有強的拉電子的特性，使得共軛硝基烯類化合物常被用來和各種不同的親核性試劑進行反應，作為良好的邁克爾受體 (Michael acceptors)5；本實驗室過去在格里鈉試劑與硝基乙烯的研究，得到了許多不錯的成果 6，發現將反應中間體 (nitronates) 加入稀酸水溶液中，可得到高產率的硝基烷類 (圖 8). (圖 8) Nitronates 加入稀酸水溶液，得到高產率的硝基烷類. 但若將反應中間體 (nitronates) 加入冰的濃氫鹵水溶液或冰的濃硫酸水溶液中，則可得到高產率的肟基鹵化物 (hydroximoyl halides) 和腈氧化物 (nitrile oxid) (圖 9) Ph Ph. H NO2. (1) THF or Ether RMgX. (2) 85% H2SO4(aq) or HX Ph X Ph R. NOH. Ph Ph C N O R. (圖 9) Nitronates 經強酸後處理得到肟基鹵化物和腈氧化物８.

(12) 而肟基鹵化物以二氯甲烷當溶劑，加入適當量的三乙胺，則能脫去鹵化氫而得到腈氧化物 (圖 10). (圖 10) 肟基鹵化物脫去鹵化氫而得到腈氧化物. 由上述結果，更可進一步利用腈氧化物和烯類反應，進行分子內或分子間的 1,3-雙偶極加成反應而形成異噁唑 (Isoxazole) 或異噁唑啉 (isoxazoline) 分子間合環如 (圖 11)。. (圖 11) 1,3-雙偶極加成反應分子間合環形成異噁唑或異噁唑啉. ９.

(13) 而分子內合環則如 (圖 12) 所示:. (圖 12) 1,3-雙偶極加成反應分子內合環形成異噁唑啉. 此類化合物在有機合成上係為重要的合成中間體 7。綜合上述報告，針對本實驗室在格里鈉試劑和硝基乙烯的研究成果其反應機構，可以以下的 (圖 13) 來表示:. (圖 13) 格里鈉試劑和硝基乙烯的反應機構. １０.

(14) 1.2、研究方向在有機合成的領域裏，格里鈉試劑加成到羰基是一個很基本的反應，利用格里納試劑來形成 C-C 鍵的方法，在有機合成上是很重要的反應之一，但其反應機構一直以來都是模糊不清，且已爭論了好長一段時間了 8，因此在探討其反應機構時，通常會考慮下列幾個因素，例如烷基 (alkyl group)、鹵素、溶劑、濃度和溫度，根據文獻報導，很明顯的，格里鈉反應的反應路徑可能有極性加成 (polar addition) 和單電子轉移 (Single electron transfer SET) 的特性，這兩種可能的反應機構已被討論多年了如 (圖 14)。. (圖 14) 格里鈉反應的兩種可能反應路徑. Holm 和 Crosslan 在 1967 年，利用 t-BuMgCl 和二苯甲酮 (Benzophenone) 反應 9, 來探討格里鈉反應的機構，從而證明具有極性加成 (polar addition) 和單電子轉移 (Single electron transfer SET) 的特性 (圖 15)。. １１.

(15) (圖 15) 格里鈉反應具有極性加成和單電子轉移的特性. 從反應的路徑探討，t-BuMgCl 和二苯甲酮的反應結果，1,2-加成的產物是屬於一般所認知的加成反應，然而，1,4-及 1,6-加成的產物，卻只能用單電子轉移來解釋，從所得到的產物可知，反應物具有立障效應，與二苯甲酮反應，易以單電子轉移路徑進行；從 1968 年以來，累積很多證據證明，格里鈉試劑加成到酮類 (ketone) 的過程可能是經由一個 SET 的路徑而來， Fauvarque 和其工作夥伴. 10. 的研究，利用 ESR 偵測得其中間體 –自由基．. 陰離子羰遊基團 (ketyl radical anions) ，亦即[ Ph2C -O - ] (圖 16)：. １２.

(16) (圖 16) 格里鈉試劑和酮類反應產生含自由基陰離子羰遊基團. 確立了單電子轉移的路徑，Mosher 也對格里鈉反應的機構提出見解. 11. ，. 他利用新戊氯化鎂(neopentyl magnesium chloride) 和二苯甲酮反應，以四氫呋喃 (THF) 當溶劑，不僅得到 80%的 1,2-加成產物，也得到氫化聯二苯酮 (Benzopinacol) 和新戊烷 (neopentane) 20%，這一結果也間接證明，立障效應不是很大的烷基格里鈉試劑也可得到具有單電子轉移機構的產物，如 (圖 17) 所示:. １３.

(17) (圖 17) 立障小的格里鈉試劑亦具有單電子轉移的特性. 對於格里鈉反應的反應機構是依照極性加成或單電子轉移的路徑， Ashby 提出綜合論述 12; 一級烷基格里鈉試劑、立障小的酮類如丙酮、低極性的溶劑如乙醚 (Ether) 易以極性加成的路徑進行，相反的，如反應系統為三級烷基格里鈉試劑、立障大的酮類如二苯甲酮、高極性的溶劑如 THF、HMDA 則易以單電子轉移的路徑進行反應，雖然三級烷基格里鈉試劑因立障效應容易促使反應以單電子轉移路徑進行，但是，並非只有三級烷基格里鈉試劑才會以單電子轉移路徑進行反應，一級烷基格里鈉試劑也可能以單電子轉移進行反應，1981 年 Ashby 和其研究團隊. 13. 利用. neooctenylmagnes chloride 與二苯甲酮反應，這個反應產物只有 1,2-加成，１４.

(18) 但是其中有 12% 是合環的產物，這是一個最可靠的證明，顯示，即使一級烷基格里鈉試劑與二苯甲酮反應，也會得到以單電子轉移路徑反應的產物(圖 18)。. (圖 18) 利用 neooctenylmagnes chloride 與二苯甲酮反應. 由於格里鈉反應不僅是加成反應，如果格里鈉試劑所含的烷基具有 βH 的存在，例如乙基氯化鎂 (ethyl magnesiumchloride) ，與具立障效應的二苯甲酮衍生物反應，有可行進行還原反應 14，1981 年 Ashby 和其研究團隊，利用具有立障效應的雙均三甲苯基酮 (Dimesity keton DMK) 與乙基格里鈉試劑反應 (圖 19)，以 THF 當溶劑，得到還原產物雙均三甲苯基醇 (Dimesitymethanol) 及乙烯，反應過程中出現藍色溶液，顯示出很強的電子順磁共振 (EPR)，EPR 是針對單電子的檢測，所以證明在還原反應過程中具有單電子轉移的反應機制存在。. １５.

(19) (圖 19) 格里鈉試劑進行還原反應. 除了乙基格里鈉試劑外，他們也使用了其他格里鈉試劑 (RMgX ，R=Me、 Et、Hexenyl、i-Bu、sec-Bu、i-Pr、t-Bu、t-BuCH2、PhCH2；X= Cl 或 Br )，由 EPR 偵測，自由基陰離子羰遊基團 (ketyl radical anions) 形成的速率及濃度 t-Bu> i-Pr> sec-Bu> Et> Hexenyl > i-Bu> PhCH2≒ t-BuCH2；得知格里鈉反應以單電子轉移路徑的傾向與 EPR 形成的速率類似，當烷基是一級如甲烷基 (methyl) 則 CH3．自由基中間體存在的時間短暫，因它容易被１６.

(20) 還原，但是如果是三級烷基則形成穩定的三級烷基自由基，我們以一簡單的反應圖示來說明 12 (圖 20)：. (圖 20) 格里鈉試劑與二苯基酮反應機構. 當反應形成羰遊基團自由基 (Ketyl radical) 中間體時，由於在溶劑包覆 (Solvent cage) 內，羰遊基團自由基具共振效果，致使自由基單電子可以在穩定的 2，4，6 三個位置進行加成，而得到 1,2-加成、1,4-加成、1,6加成，或者逃脫溶劑包覆 (Solvent cage) 而得到頻哪醇 (pinacol)；另外，立障效應也會造成加成和還原產物之間的競爭，反應物的立障大如二苯甲酮，且烷基含有 β-H 的存在，則易進行還原反應；從上述的研究報告中， 12. 我們可以一個反應機構 (圖 21) 來做一個綜合說明 : １７.

(21) (圖 21) 格里鈉試劑與二苯基酮反應的機構. 格里鈉試劑與二苯甲酮反應，如果立障效應小，則進行極性加成，得到 1,2-加成的產物，如反應係統中加入路易氏酸如三氯化鐵 (FeCl3)，則羰遊基團自由基 (ketyl radical) 逃脫溶劑包覆 (Solvent cage) 而得到頻哪醇 (pinacol)，與立障大的烷基格理鈉試劑，如 t-BuMgCl，則傾向於單電子轉移機構進行反應，得到 1,2-、1,4-、1,6-加成產物，當然，如果烷基具有 βH 的存在，如乙烷基格里鈉試劑，且又具立障效應，則會進行還原反應而得到二級醇類，這類反應持續到 2014 年，Holm 和 Madsen 利用含過量的三甲苯苯基酮 (Mesity phenyl keton) 和 t-BuMgCl 反應 15，由於三甲苯的１８.

(22) 立障大，雖然使用極性小的溶劑乙瞇 (Et2O) 但是反應結果亦如前述得到 1,6-加成的產物 (圖 22 )：. (圖 22) Mesity phenyl keton 和 t-BuMgCl 反應. 至此，我們很清楚的了解到，格里鈉反應的反應機構，是依極性加成或單電子轉移的路徑，取決於它的反應條件，如果烷基及反應物立障大、溶劑的極性高 (THF)，則易以單電子轉移的路徑進行反應，相反的則傾向於極性加成路徑進行反應。. １９.

(23) 二、研究動機：硝基苯乙烯及其衍生物與各種有機金屬的反應，一直是本實驗室的研究重心 6，1994 年我們開始進行了 1,1-二苯基-2-硝基乙烯及其衍生物與格里鈉試劑反應的研究，從反應過程中，我們發現了許多有價值的結果(圖 23）：. (圖 23) 1,1-二苯基-2-硝基乙烯及其衍生物與格里鈉試劑反應. 以極性加成而得到 1,4-加成中間體，經由所選擇的強酸後處理 (work-up)，則可得到肟基滷化物或腈氧化物，而肟基滷化物可經由二氯甲烷當溶劑，加入 2 當量的三乙胺反應得到腈氧化物 (圖 24)：. (圖 24 ) 肟基滷化物經脫氫滷酸反應得到腈氧化物此腈氧化物可再經由加入不飽和的烯類或炔類化合物，並在 THF 當溶劑的條件下迴流 2 小時，進行 1,3-雙偶極加成反應，而得到異噁唑或異噁唑２０.

(24) 啉 (圖 25)。. (圖 25) 腈氧化物與烯類或炔類化合物進行 1,3-雙偶極加成反應. 直至目前為止，我們僅發現一篇 6c 報告是探討有關 1,1,2-三取代的硝基乙烯與格里納試劑的反應結果 (圖 26)：. (圖 26) 1,1,2-三取代的硝基乙烯與格里納試劑的反應. 從反應結果來看，除了得到 1,4-加成產物外，並沒有特別有探討的價值，但是當 R’改成苯基取代，與 t-BuMgCl 格里鈉試劑反應，卻得到兩個與２１.

(25) 1,4-加成完全不同的產物 (圖 27)：. (圖 27) 1,1,2-三苯基硝基乙烯與格里鈉試劑反應結果. 我們無法從核磁共振 (NMR) 圖譜去解析這兩個化合物的結構，僅能純化後結晶，再進行 X-ray 解析，由於兩個未知化合物 (A) 及 (B) 其晶體顏色不同，我們先定 (A) 為極性較大黃色固體；(B) 為極性小無色固體，分別以 X-ray 解析其結構如下圖 (圖 28) 及 (圖 29):. (圖 28) 化合物 A 黃色晶體極性較大 X-ray 解析圖. ２２.

(26) (圖 29) 化合物 B 無色晶體極性較小 X-ray 解析圖. 這個結果令我們感到驚奇，因為到目前為止，從未有人發表過有關格里鈉反應得到 1,8-加成產物，所以針對這個結果，我們設計了一個反應，繼續研究可能得到的結果 (圖 30)。. (圖 30) 設計一 1,1,2-三取代的硝基乙烯與格里納試劑的反應２３.

(27) 當 R’ = 苯基時，我們使用不同的烷基格里鈉試劑，亦即使用不同的格里鈉試劑與 1,1,2-三苯硝基乙烯反應，以探討其結果，但是當 R’不是苯基 (Phenyl ) 而是其他的衍生物時，其結果又是如何?這引起我們很大的興趣，也是值得我們研究的一個課題。. ２４.

(28) 三、結果與討論：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，大部份對於硝基乙烯及其衍生物的研究探討，都是以單取代或雙取代的硝基乙烯類為主要試劑，就我們所知，只有一篇研究報告 6c 是針對三取代的硝基乙烯和甲基溴化鎂格里鈉試劑或苯甲基溴化鎂格里鈉試劑反應，得到 1,4-加成的產物 (圖 31)。. (圖 31) 1,1,2-三取代硝基乙烯與格里鈉試劑反應. 本實驗的目的是在探討研究三取代共軛硝基苯乙烯和各種格里鈉試劑的反應結果，首先利用 1,1,2-三苯基硝基乙烯和甲基溴化鎂格里鈉試劑反應 ( 圖 32) ，反應過程中，以液相色譜法 - 質譜聯用 (Liquid chromatography–mass spectrometry LC-MS) 及薄層色層分析 (Thin Layer ２５.

(29) Chromatography, TLC) 追蹤，並分析反應結果，發現，在反應系統內合成出 4 個不同的產物，主要產物為 1,4-加成，而次要產物則為 1,8-加成。. (圖 32) 1,1,2-三苯基硝基乙烯和甲基溴化鎂格里鈉試劑反應. 由於產物很複雜，難以使用核磁共振 (NMR) 圖譜確認結構，故必須用矽膠管柱 (column) 先純化，再以 X-ray 解析其結構，3a、4a 兩個化合物結構解析圖 (圖 33) 3a X-ray 解析圖、(圖 34) 4a X-ray 解析圖，及核磁共振光譜 (NMR) 圖 (圖 35) 3a 1H-NMR 圖、(圖 36) 4a 1H-NMR 圖；如下所示：其中 3a、4a 兩個化合物極性幾乎相同，而且也同為黃色固體，很難以管柱直接分開純化，故在處理上相當困難，為了確認結構，所以採用最基礎的手法，先以管柱純化取得 3a、4a 的混合物，再進行結晶，取出固體，檢視晶形，很幸運的兩個化合物的晶形不同，可以以攝子將不同晶形的化合物分開，再用核磁共振儀 (NMR) 光譜圖確認波峰不同，把相同２６.

(30) 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. ２７.

(31) (圖 34) 4a X-ray 解析圖. (圖 35) 3a 1H-NMR 圖. ２８.

(32) (圖 36) 4a 1H-NMR 圖. 從 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 1. H-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。. ２９.

(33) 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)，則傾向單電子轉移 (single electron transfer. SET) 路徑進行，相反的，如果立障小，溶. 劑極小 (ether)，一般以極性加成 (polar addition) 路徑進行，當然並非只有立障大的三級烷基格里鈉試劑才能以單電子轉移路徑進行，一級烷基格里鈉試劑也可能以單電子轉移路徑進行，並得到相關產物，因此，在我們的研究中，均採用極性大的 THF 為溶劑，且反應物使用三取代的硝基苯乙烯與各種不同的格里鈉試劑反應 (圖 37)：. (圖 37) 三取代的硝基苯乙烯與各種不同的格里鈉試劑反應. ３０.

(34) a: d: g: j: m:. R= CH3 i-Pr c-Pr allylic phenyl. b: e: h: k:. R= CH3CH2 t-Bu c-pentyl benzylic. c: f: i: l:. R= n-Pr neopentyl c-Hexyl vinyl. 綜合反應結果，如表 (一) 所示: 表 (一) 1,1,2-三苯基硝基乙烯和 RMgX 反應結果: Entrya. RMgX. a b c d e f g h i j k l m. CH3MgBr CH3CH2MgBr CH3CH2CH2MgBr iPrMgCl t-BuMgCl CH3CH(CH2)2CH2MgBr c-PrMgBr c-pentylMgBr c-HexylMgBr CH2=CH2CH2MgBr PhCH2MgCl CH2=CH2MgBr PbMgBr. 2 3 4 5 b b b Yield% Yield% Yield% Yield%b 50 11 12 trace 26 27 18 trace 29 26 33 trace 23 28 35 trace c X 50 X 30 15 28 36 trace 28 13 14 trace 33 16 19 trace 32 29 X 26 d 61 X X X 59 X X X X X X X X X X X. a：反應條件，溶劑為 THF，溫度-25℃，反應時間均為 1 小時，格里鈉試劑使用 5 當量 b：反應產率以 crude NMR 加入內標 DMF 計算而得 c：ｘ，代表沒有得到這種產物 d：allylic Grignard 由於後處理後即析出固體，故以析出量計算產率. 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３１.

(35) 基 (Entry b、c) 可明顯的看出 1,4-加成產物 (2b、2c) 減少，且 1,8-加成產物增加 ( 3b+4b、3c+4c )，從上述結果可看出反應趨勢，隨著烷基立障增加，會傾向單電子轉移路徑，而得到 1,8-加成產物，所以當我們將烷基換成異丙基 (i-Pr) 或異丁基 (t-Bu) 格里鈉試劑時，應該更容易傾向單電子轉移路徑而得到 1,8-加成產物，結果亦如預期，當使用異丙基格里鈉試劑時，只有得到少量的 1,4-加成的產物 23% 2d，大部份為 1,8-加成產物 63% 3d+4d，而使用異丁基格里鈉試劑時，更可看出立障對反應的影響，因為沒有任何 1,4-加成產物的發現，產物均為高產率的 1,8-加成 50% 5e，這樣的結果符合 Ashby 在 1981 年所提出的報告 13，反應物立障大以單電子轉移路徑進行而得到 1,8-加成的產物，反應物立障小則可能以極性加成的路徑進行反應，得到 1,4-加成的產物；故所使用的親核性試劑亦即烷基是否容易以單電子轉移機構進行有其傾向 10: t-Bu > i-Pr > sec-Bu > Et > hexenyl > i-Bu > PhCH2- > t-BuCH2- > Me (如同 Entry a、b、c、d)；依此結果，我們也使用不同的環烷基格里鈉試劑當親核試劑，結果發現，除了環丙烷由於張力大，產率較低外，其他如環戊烷、環己烷都具有相同特性 ; 但是，當我們採用烯丙基及芐基格里鈉試劑做為反應試劑時，卻發現只得到 1,4-加成產物 59% 2j、61% 2k，而沒有任何 1,8-加成產物，2000 年 Holm 發表論文指出. 17. ：烯丙基格里鈉試劑是很特別的，因為藉由電子提供. (electron donation) 形成一高穩定度的烯丙基自由基，因此，經由電子轉移３２.

(36) 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) :. ３３.

(37) (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。３４.

(38) 3.2、溫度效應：雖然立障的大小對於反應的路徑是經由單電子轉移或極性加成有直接的影響，但是，溫度是否也會對反應有不一樣的影響呢?我們感到相當的興趣，且試著探究結果，我們一樣採用 1,1,2-三苯基-2-硝基乙烯和甲基溴化鎂格里鈉試劑以 THF 當溶劑，並在不同的溫度條件下進行反應，以探討溫度對反應性的影響 (圖 39) 。. (圖 39) 在不同的溫度條件下進行格里鈉反應. 反應結果如下表 (二) 所示: 表(二) 1,1,2-三苯基-2-硝基乙烯和甲基溴化鎂格里鈉試劑在不同溫度下反應： Entry. a. T. 2a. NMR Yieldb % 3a 4a. 5a. 1. rt. 38. 6. 13. trace. 2. 0℃. 52. 8. 12. trace. ３５.

(39) 3. -25℃. 50. 11. 12. trace. 4. -78℃. 55. 12. 12. trace. a：反應條件，溶劑為 THF，反應時間均為 1 小時，格里鈉試劑使用 5 當量 b：反應產率以 crude NMR 加入內標 DMF 計算而得. 從結果可看出溫度對反應機構影響並不大，在 0℃～-78℃( Entry 2,3,4)，條件下反應結果幾乎相同，只有在室溫條件下( Entry1)反應時，因反應溫度太高，部份反應產生了聚合導致其產率變差。. 3.3、其他取代基對反應的影響: 從整個反應可看出，使用異丁基氯化鎂格里鈉試劑與 1,1,2-三苯基-2硝基乙烯反應，可得到最佳經由單電子轉移路徑的結果，因立障大，故均以單電子轉移機構進行反應得到 1,8-加成產物，因此我們希望改變反應物 1,1-二苯基-2-硝基乙烯各種衍生物，與異丁基氯化鎂格里鈉試劑在 THF 及 -25℃條件下，檢視其反應結果 (圖 40). ３６.

(40) (圖 40 ) 1,1-二苯基-2-硝基乙烯衍生物與異丁基氯化鎂反應 R’= a: H. b: NO2. c: SPh. d: OPh. 表三異丁基氯化鎂與各種 1,1-二苯基-2-硝基乙烯衍生物反應結果： Entry. a. R’. 7. NMR Yieldb % 8 9. 10. 1. H. 52. 10. 0. 11. 2. NO2. Xc. X. X. X. 3. SPh. X. X. X. X. 4. OPh. X. X. X. X. a：反應條件，溶劑為 THF，反應時間均為 1 小時，格里鈉試劑使用 5 當量 b：反應產率以 crude NMR 加入內標 DMF 計算而得 c：x 代表沒此項產物. ３７.

(41) 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。. ３８.

(42) 四、結論：本論文是以探討 1,1-二苯基-2-硝基乙烯及其衍生物與各種格里鈉試劑反應的結果，依文獻報告，採用高極性 THF 當溶劑有利於單電子轉移的路徑進行反應，根據實驗結果，我們已再度驗證，格里鈉反應 (Grignard reaction) 可能是以單電子轉移的機構進行反應，反應試劑的立障大及使用高極性溶劑如 THF，容易依單電子轉移機構進行反應，立障小及低極性溶劑如乙醚 (Ether) 則傾向極性加成，另外溫度的效應並不如立障效應顯著，重要的是，在反應中，我們得到從未有人發表過的產物--１,8-加成。 Dieter 和其工作伙伴. 18. 在 2014 年利用 1,4-共軛芳香基硝基烯類. (1,4-Conjugate Aryl Nitrodienes) 與格里鈉試劑反應 (圖 41）：. (圖 41) 1,4-共軛芳香基硝基烯類與格里鈉試劑反應. 也同樣只得到. 1,4-及 1,6-加成產物，並未發現任何 1, 8-或 1,10-加成產. 物，所以得到一個 1,8-加成的產物，是一個令人振奮的成果，因為到目前為止並未有人發表過任何有關 1,8-加成的結果，所以這是一個新穎的合成技術，對於未來在有機合成上提供了新的合成路徑。３９.

(43) 五、實驗 5.1：分析儀器及基本實驗操作: (1) 核磁共振光譜 (Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy, NMR) : 以 Bruker Avance 400 或 Joel Ex-400 核磁共振光譜儀做為測定儀器，樣品之溶劑為氘 - 氯仿. (chloroform-d1, CDCl3) 或氘 - 二甲基亞碸. (dimethylsulfoxide-d6, DMSO-d6)。核磁共振光譜之化學位移 (chemical shift) 以 ppm 為單位， 1H-NMR 光譜化學位移以氘-氯仿殘留之氯仿 (chloroform) 的氫吸收峰作為內標準 (CHCl3 , δ = 7.26 ppm) 或 TMS (tetramethylsilane). (δ = 0.00 ppm)，1H-NMR 光譜分裂型式 (splitting. pattern) 的定義：化學位移，偶合常數以 J 來表示，單位為 Hz (hertz)， s 表示單峰 (singlet)， d 表示雙重峰 (doublet)； t 表示三重峰 (triplet)； q 表示四重峰 (quartet)；m 表示多重峰 (multiplet)；br 表示寬峰 (broad) 無法分辨分裂的峰數，光譜數據之記錄依序是：化學位移 (分裂形式，氫數，偶合常數)； 13C-NMR 光譜是以同型儀器操作，化學位移以氘氯仿殘留之氯仿 (chloroform) 的碳吸收峰作為內標準，定義其化學位移為 δ = 77.23 ppm。. 產率的計算以甲苯 (C6H5CH3 δ ≒ 2.35 ppm) 或. DMF (HCON(CH3)2 δ ≒ 2.85 ppm) 為內標積分後計算後得之。 (2) X-ray : 採用荷蘭 f-nonius CAD4，VAX3300 電腦系統，加拿大 NRC VAX-結構解析套裝軟體。４０.

(44) (3) 質譜: 低解析質譜 (MS) 使用 Joel JMS-D100 型測定; 高解析質譜 (high resolution mass spectroscopy, HRMS)：Finnigan MAT 95S、Finnigan MAT-95XL 或 Finngan/Thermo Quest MAT 高效能質譜儀 (中研院測定)，記錄形式為質量/電荷 (m/z) (4) 熔點測定儀：採用 BUCHI Melting Point B-545，由固體樣品置於毛細管內，置入加熱槽，由外鏡頭檢視熔解點。 (5) 薄層色層分析片(thin layer chromatography, TLC) ：使用 E. Merk，silical gel 60 F254 的鋁箔薄片展開後，以紫外光或顯示液來檢視薄層色層分析。 (6) 管柱色層層析 (column chromatography)：使用 E. Merk ，Silical Gel 60 ( 230-400 mesh AtSM )作為填充物，. 5.2 溶劑： (1)實驗使用之反應試劑，溶劑除有特殊註明外，其餘均購自 Merk、TCI、 Across、Aldrich 等公司並未進行純化而直接使用。 (2) 沖堤液 (eluent) 和萃取所使用的溶劑如二氯甲烷、乙酸乙酯、正已烷及甲醇皆為 ACS 級。 (3) THF : 將無水試葯級 (AR) THF 和切成小塊之鈉塊在乾燥的氮氣系統下，迴流約四小時，以 Benzophenone 作為指示劑，待溶液為深藍色時４１.

(45) 即可使用，亦或直接購買分析級無水 THF 直接使用。 5.3 實驗步驟： (1) 一般步驟：在執行格里鈉反應時，最重要的就是將反應系統中含質子性物質去除，特別是空氣中的水，除非有特別註明，所有的操作須先將反應系統用馬達抽真空，同時以對反應瓶外壁加熱，將系統中殘留的水份去除，再灌入乾燥後的氮氣，如此操作反覆數次方可進行反應。 (2) 格里鈉試劑：一般購置於 Merk、TCI、Across、Aldrich 等公司，未經處理直接使用，部份無法購置的格里鈉試劑，則自已製備，並於製備完成後，直接進行格里鈉反應，其製備方法如下： iPrMgCl：取一三頸瓶，加入鎂粉 0.24 克 10 毫莫耳，密封並進行除水(步驟如一般步驟所述)，充乾燥氮氣，加入無水 THF 15 毫升，加入少許的碘開始攪拌，溶液呈暗棕色，isopropylchloride 10 毫莫耳 0.95 毫升直接加入，加熱至 40-50℃，保持在這個溫度持續 3 小時，溶液從暗棕色變為澄清無色，慢慢的再變為澄清灰色，待鎂粉完全消失後即完成格里鈉試劑 iPrMgCl 的製備。. ４２.

(46) PhCH2MgCl：取一三頸瓶，加入鎂粉 0.24 克 10 毫莫耳，密封並進行除水 (步驟如一般步驟所述)，充乾燥氮氣，加入無水 THF 15 毫升，加入少許的碘開始攪拌，溶液呈暗棕色，Benzylchloride 1 當量，1.14 毫升，置入滴加管內，再加入 1 毫升的 THF 稀釋，於室溫下開始慢慢滴加 Benzylchloride 的稀釋液，待反應系統內溶液呈澄清後，將反應系統降至 0℃，並繼續滴加，溫度保持在 0-5℃攪拌 6 小時，溶液呈灰色即完成。. (3) 起始物的合成: 1,1,2-三苯基-2-硝基乙烯是本實驗最主要的反應試劑，其製備方法是依據文獻 18 所提供的製程製備，其製備方法為：將 2 克的 1,1,2-三苯基乙醇，溶解於 20 毫升的醋酸中，發煙硝酸 (d = 1.51 g/ml) 0.55 克 (1.2 當量)，在室溫下慢慢的滴加入反應系統中，滴加過程中有放熱現象，且反應系統溫度上升至 50℃，待發煙硝酸滴加完成後，開始加熱，使反應系統溫度上升至 65℃，並在此溫度下持續攪拌 20 分鐘，而後直接倒入冰水中攪拌，有粒狀固體析出，將固體過濾，水洗，烘乾，再用乙酸丁酯 (butyl acetate) 進行再結晶，得黃色固體熔點為 172℃。４３.

(47) 其他 1,1-二苯基-2-硝基乙烯衍生物的合成，依據各文獻 20 所提製程製備，而製備各種格里鈉試劑所需的鹵烷類，則為直接購買並未再加以純化而直接使用。 (4) 格里鈉反應步驟：取 2 毫莫耳 1,1,2-三苯基-2-硝基乙烯 (或其他硝基乙烯試劑) 置入 50 毫升的三頸反應瓶中，將反應系統內除水，加入 20 毫升的 THF 攪拌，使反應試劑全溶，將反應系統降溫至 -25℃; 取預先製備完成 (或直接購買) 的格里鈉試劑 (3 當量)，慢慢滴加入反應系統中，系統內溫度保持在-20℃以下，待加入完成後，溫度保持在-25℃至-20℃之間攪拌 1 小時，取小量 work-up 以 TLC 板及 LC-MS 檢示反應結果，如起始物消失即為反應結束，如還有起物則追加格里鈉試劑並再攪拌 1 小時後再追蹤一次，如反應完成，將系統內反應溶液直接倒入預先準備好冰的 (5℃以下) 氯化胺水溶液 (NH4Cl(aq)) 中攪拌 5 分鐘，以二氯甲烷萃取，硫酸鎂乾燥，過濾、抽乾，加入內標，以 NMR 檢測並算出產率並以 Column 純化，取得反應後的產物。. ４４.

(48) 六、光譜資料： (1-Nitro propane-1,2,2-triyl) tribenzene (2a) Colorless solide. m.p.: 142-143℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.42-7.41 (m, 2H), 7.36-7.24 (m, 4H), 7.20-7.14 (m, 5H), 6.96-6.94 (m, 2H), 6.93-6.91 (m, 2H), 6.48 (s, 1H), 2.09 (s, 3H);. 13. C-NMR (500 MHz,. CDCl3) δ 144.76, 144.50, 132.20, 129.33, 129.23, 128.58, 128.22, 128.09, 127.38, 127.14, 127.07, 97.33, 51.37, 22.57. HRMS (EI) m/z calcd for C21H19NO2 ( M+ ) trans-(1-Nitro-2-(p-tolylethene-1,2-diyl)dibenzene (3a) Yellow solide. m.p.: 177-178℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.36-7.17 (m, 10H), 6.98 (d, J = 7.95 Hz, 2H), 6.91 (d, J = 8.15 Hz, 2H), 2.28 (s, 3H); 13C-NMR (500 MHz, CDCl3) 149.56, 139.61, 139.15, 138.88, 135.13, 132.99, 130.97, 130.92, 129.68, 129.57, 129.25, 129.22, 128.91, 128.88, 128.83, 128.73, 128.45,. 21.47 ; HRMS (EI) m/z calcd for. C21H17NO2 (M+) 315.1259, found 315.1252. cis-(1-Nitro-2-(p-tolyl)ethene-1,2-diyl )dibenzene (4a) Yellow solide. m.p.: 177-178℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.27-7.16 (m, 12H), 7.05-7.04 (m, 2H), 2.36 (s, 3H);. 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 149.62,. 139.48, 138.32, 135.77, 132.89, 130.98, 129.68, 129.58, 128.91, 128.87, 128.74, 128.46, 21.58; HRMS (EI) m/z calcd for C21H17NO2 (M+) 315.1259, found 315.1257. ４５.

(49) ( E )-(1-( p-tolyl)ethene-1,2-diyl )dibenzene (5a) Cololess oil. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.32-7.00 (m, 14H), 6.94 (s, 1H), 2.35 (s, 3H);. 13. C-NMR (500. MHz, CDCl3) δ 142.72, 140.86, 140.75, 137.75, 137.59, 130.60, 129.72, 129.14, 128.80, 128.15, 27.71, 127.57, 127.55, 126.80, 21.34; HRMS (EI) m/z calcd for C21H18 (M+) 270.1409, found 270.1415.. (1-Nitrobutane-1,2,2-triyl)tribenzene (2b) Colorless solide. m.p.: 139-140℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.33-7.24 (m, 9H), 7.20-7.15 (m, 4H), 6.92 (d, J = 7.65 Hz, 2H), 6.53 (s, 1H), 2.15-2.07 (m, 1H), 2.00-1.93 (m, 1H), 0.61 (t, J = 7.25 Hz, 3H); 13C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 141.97, 139.41, 132.27, 131.67, 130.12, 129.65, 129.31, 127.92, 127.83, 127.43, 127.08, 126.98, 96.48, 56.64, 33.22, 9.11，; HRMS (EI) m/z calcd for C22H21NO2 (M+) 331.16, found trans-( 1-( 4-ethylphenyl )-2-nitro ethene-1,2-diyl )dibenzene (3b) Yellow solide. m.p.: 129-130℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.36-7.22 (m, 10H), 7.00 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 6.93 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 2.58 (q, J = 7.60 Hz, 2H), 1.18 (t, J = 7.60 Hz, 3H); 13C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 149.57, 145.36, 139.63, 138.88, 135.25, 132.98, 130.96, 129.68, 129.56, 129.22, 128.89, 128.86, 128.83, 127.94, 28.72, 15.26; HRMS (EI) m/z calcd for C22H19NO2 (M+) 329.1416, found 329.1418. ４６.

(50) cis-( 1-( 4-ethylphenyl )-2-nitro ethene-1,2-diyl )dibenzene (4b) Yellow solide. m.p.: 138-139℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.30-7.16 (m, 12H), 7.06-7.04 (m, 2H), 2.66 (q, J = 7.60 Hz, 2H), 1.25 (t, J = 7.60 Hz, 3H); 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 149.57, 145.62, 139.48,. 138.32, 135.88, 132.88, 130.97, 129.65, 129.55, 128.88, 128.85, 128.77, 128.43, 128.42, 28.83, 15.32; HRMS (EI) m/z calcd for C22H19NO2 (M+) 329.1416, found 329.1415. ( E )-(1-( 4-ethylphenyl )ethene-1,2-diyl )dibenzene (5b) Colorless oil. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.32-7.00 (m, 14H), 6.95 (s, 1H), 2.65 (q, J = 7.60 Hz, 2H), 1.24 (t, J = 7.60 Hz, 3H);. 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ. 143.98, 142.71, 141.02, 140.74, 137.74, 130.60, 129.72, 128.80, 128.14, 127.93, 127.74, 127.62, 127.54, 126.79, 28.75, 15.73; HRMS (EI) m/z calcd for C22H20 (M+) 284.1565, found 284.1568.. (1-Nitropentane-1,2,2-triyl)tribenzene (2c) Colorless solide. m.p.: 127-128℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.30-7.14 (m, 13H), 6.92-6.91 (m, 2H), 6.55 (s, 1H), 2.02-1.85 (m, 2H), 0.99-0.89 (m, 2H), 0.75 (t, J = 7.30 Hz, 3H);. 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ. 142.37, 139.84, 132.28, 131.50, 129.66, 129.21, 127.95, 127.84, 127.44, 127.11, 126.98, 96.66, 56.38, 42.74, 17.90, 14.43; HRMS (EI) m/z calcd for C23H23NO2 (M+) ４７.

(51) trans-( 1-( 4-propylphenyl )-2-nitro ethene-1,2-diyl )dibenzene (3c) Yellow solide. m.p.: 142-144℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.37-7.19 (m, 10H), 6.98 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 6.93 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 2.51 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 1.62-1.55 (m, 2H), 0.89 (t, J = 7.40 Hz, 3H); 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 149.64, 143.92,. 139.72, 138.91, 135.35, 133.04, 130.91, 129.73, 129.59, 129.27, 128.91, 128.89, 128.60, 37.94, 24.38, 13.96; HRMS (EI) m/z calcd for C23H21NO2 (M+) 343.1572, found 343.1582. cis-( 1-( 4-propylphenyl )-2-nitro ethene-1,2-diyl )dibenzene (4c) Yellow solide. m.p.: 148-149℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.30-7.15 (m, 12H), 7.06-7.04 (m, 2H), 2.59 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 1.69-1.61 (m, 2H), 0.95 (t, J = 7.30 Hz, 3H);. 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 149.57,. 144.18, 139.52, 138.34, 135.89, 132.91, 130.99, 129.67, 129.55, 129.01, 128.88, 128.86, 128.70, 38.06, 24.44, 14.09; HRMS (EI) m/z calcd for C23H21NO2 (M+) 343.1572, found 343.1566. ( E )-(1-( 4-propylphenyl )ethene-1,2-diyl )dibenzene (5c) Colorless oil. 1H-NMR (500MHz CDCl3) δ 7.32-7.00 (m, 14H), 6.95 (s, 1H), 2.58 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 1.68-1.60 (m, 2H), 0.95 (t, J = 7.25 Hz, 3H); 13C-NMR (500MHz CDCl3) δ 142.72, 142.42, 141.00, 140.74, 137.75, 130.60, 129.71, 128.79, 128.53, 128.13, ４８.

(52) 127.63, 127.60, 127.53, 126.78, 37.95, 24.71, 14.09; HRMS (EI) m/z calcd for C23H22 (M+) 298.1722, found 298.1726. ( 3-methyl-1-Nitrobutane-1,2,2-triyl)tribenzene (2d) Colorless solide. m.p.: 155-156℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.30-7.17 (m, 13H), 6.83-6.81 (m, 3H), 2.43 (m, 1H), 0.79 (m, 6H); 13C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 137.88, 137.35, 132.53, 132.51, 129.88, 129.59, 127.80, 127.33, 127.12, 126.25, 94.53, 60.10, 31.66, 18.76, 18.45; HRMS (EI) m/z calcd for C23H23NO2 trans- ( 1-( 4-isopropylphenyl )-2-nitro ethene-1,2-diyl )dibenzene (3d) Yellow solide. m.p.: 152-153℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.37-7.22 (m, 10H), 7.02 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 6.93 (d, J = 8.25 Hz, 2H ), 2.87-2.79 (m, 1H), 1.19 (d, J = 6.8 Hz, 6H); 13C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 150.01, 149.61, 139.63, 138.89, 135.30, 133.00, 130.95, 129.70, 129.56, 129.21, 128.86, 126.53, 34.00, 23.93; HRMS (EI) m/z calcd for C23H21NO2 (M+) 343.1572, found. 343.1566.. ci s- ( 1-( 4-isopropylphenyl )-2-nitro ethene-1,2-diyl )dibenzene (4d) Yellow solide. m.p.: 158-159℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.28-7.16( m, 12H ), 7.06-7.04( m, 2H ), 2.95-2.87( m, 1H ), 1.25( d, J = 6.85 Hz, 6H ); 13. C-NMR 500MHz ( CDCl3 ) δ. 150.19, 149.55,. 139.46, 138.34, 135.91, 132.90, 130.99, 129.65, ４９.

(53) 129.54, 128.85, 128.77, 128.43, 127.01, 34.09, 23.99; HRMS (EI) m/z calcd for C23H21NO2 (M+) 343.1572, found 343.1580.. ( E )-(1-( 4-isopropylphenyl )ethene-1,2-diyl )dibenzene (5d) Colorless solide. m.p.: 72-73℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.33-7.00 (m, 14H), 6.95 (s, 1H), 2.95-2.87 (m, 1H), 1.25 (d, J = 7.05 Hz, 6H);. 13. C-NMR (500. MHz, CDCl3) δ 148.57, 142.68, 141.09, 140.72, 137.73, 130.59, 129.71, 128.80, 128.14, 127.69, 127.64, 127.53, 126.79, 126.48, 34.02, 24.17, 2.19, 2.16; HRMS (EI) m/z calcd for C23H22 (M+) 298.1722, found 298.1731. trans- ( 1-( 4-(tert-butyl)phenyl )-2-nitro ethene-1,2-diyl )dibenzene (3e) Yellow solide. m.p.: 181-182℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.37-7.22 (m, 10H), 7.17 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 6.94 (d, J = 8.45 Hz, 2H), 1.25 (s, 9H); 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 152.31, 149.64,. 139.54, 138.88, 134.89, 132.99, 130.69, 129.69, 129.59, 129.20, 128.87, 125.37, 34.87, 31.37; HRMS (EI) m/z calcd for C24H23NO2 (M+) 357.1729, found. 357.1728.. ５０.

(54) ( E )-(1-( 4-(tertbutyl )phenyl )ethene-1,2-diyl )dibenzene (5e) Colorless solide. m.p.: 103-104℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.34-7.00 (m, 14H) , 6.97 (s, 1H), 1.32 (s, 9H);. 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 150.82, 142.57,. 140.70, 140.62, 137.73, 130.59, 129.72, 128.81, 128.14, 127.68, 127.53, 127.37, 126.80, 125.34, 34.76, 31.54; HRMS (EI) m/z calcd for C24H24 (M+) 312.1878, found 312.1877. ( 4,4-dimethyl-1-nitropentane-1,2,2-triyl)tribenzene (2f) Colorless solide. m.p.: 149-150℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.40 (m, 2H), 7.92-7.20 (m, 7H), 7.13 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 6.82 (d, J = 7.95 Hz, 2H), 6.72 (s, 1H), 2.21 (d, J = 14.95 Hz, 1H), 2.14 (d, J = 14.95 Hz, 1H), 0.57 (s, 9H);. 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 140.81,. 139.94, 132.39, 132.06, 130.56, 130.34, 129.52, 127.75, 127.53, 127.46, 127.36, 126.66,. 98.00, 56.26, 51.23, 32.38, 31.74; HRMS (EI) m/z calcd. for C25H27NO2 (M+) trans- ( 1-( 4-neopentylphenyl )-2-nitro ethene-1,2-diyl )dibenzene (3f) Yellow solide. m.p.: 128-129℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.38-7.18 (m, 10H), 6.92 (s, 4H), 2.42 (s, 2H), 0.84 (s, 9H);. 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ. 149.63, 141.02, 139.72, 138.77, 135.51, 133.00, 130.51, 130.25, 129.67, 129.55, 129.25, 128.90, 128.84, 128.77, 50.13, 31.97, 29.55; HRMS (EI) m/z ５１.

(55) calcd for C25H25NO2 (M+) 371.1885, found. 371.1886.. cis- ( 1-( 4-neopentylphenyl )-2-nitro ethene-1,2-diyl )dibenzene (4f) Yellow solide. m.p.: 126-127℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.28-7.15 (m, 10H), 7.10 (d, J = 8.05 Hz, 2H), 7.05 (d, J = 7.25 Hz, 2H), 2.49 (s, 2H), 0.91 (s, 9H);. 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 149.56, 141.31,. 139.52, 138.32, 136.01, 132.93, 130.97, 130.93, 129.66, 129.54, 128.85, 128.44, 128.10, 50.23, 32.04, 29.62; HRMS (EI) m/z calcd for C25H25NO2 (M+) 371.1885, found 371.1882. ( E )-(1-( 4-neopentyl phenyl )ethene-1,2-diyl )dibenzene (5f ) Colorless oil. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.35-7.30 (m, 3H), 7.24-7.20 (m, 4H), 7.14-7.06 (m, 5H), 7.02-7.00 (m, 2H), 6.97 (s, 1H), 2.49 (s, 2H), 0.91 (s, 9H);. 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 142.72, 140.99,. 140.74, 139.55, 137.77, 130.62, 130.56, 129.73, 128.81, 128.14, 127.62, 127.53, 126.99, 126.79, 50.13, 32.08, 29.63; HRMS (EI) m/z calcd for C25H26 (M+) 326.2035, found 326.2043. ( 1-cyclopropyl-2-Nitroethane-1,2,2-triyl)tribenzene (2g) Colorless solide. m.p.: 144- 145℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.38-7.10 (m, 15H), 6.62 (s, 1H), 1.58-1.52 (m, 1H), 0.52-0.43 (m, 2H), -0.06- -0.14 (m, 2H); 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 140.99, 139.14, 132.81,. 131.61, 130.56, 130.51, 129.70, 128.05, 127.70, 127.36, 127.31, 127.19, 97.79, 57.13, 18.41; HRMS (EI) m/z calcd for C23H21NO2 (M+) 343.1574, found ５２.

(56) 343.1580. trans- ( 1-( 4-cyclopropylphenyl )-2-nitro ethene-1,2-diyl )dibenzene (3g) Yellow solide. m.p. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.36-7.23 (m, 10H), 6.90 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 6.84 (d, J = 11.6 Hz, 2H), 1.83-1.78 (m, 1H), 0.98-0.92 (m, 2H), 0.67-0.62 (m, 2H);. 13. C-NMR (400 MHz, CDCl3) δ. 149.49, 145.47, 139.60, 138.89, 134.96, 133.03, 130.99, 129.69, 129.56, 129.23, 128.92, 128.86, 128.42, 125.54, 15.51, 9.97; HRMS (EI) m/z calcd for C23H19NO2 (M+) 341.1416, found 341.1417. cis- ( 1-( 4-cyclopropylphenyl )-2-nitro ethene-1,2-diyl )dibenzene (4g) Yellow solide. m.p.℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.29-7.14 (m, 10H), 7.05-7.00 (m, 4H), 1.90-1.86 (m, 1H), 1.01-0.97 (m, 2H), 0.74-0.71 (m, 2H);. 13. C-NMR. (500 MHz, CDCl3) δ 149.51, 145.74, 139.43, 138.34, 135.60, 132.93, 131.02, 129.67, 129.55, 128.90, 128.85, 128.79, 128.44, 126.09, 15.60, 9.92; HRMS (EI) m/z calcd for C23H19NO2 (M+) 341.1416, found 341.1417. ( E )-(1-( 4-cyclopropyl phenyl )ethene-1,2-diyl )dibenzene (5g) Colorless oil. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.40-7.08 (m, 14H), 7.02 (s, 1H), 2.00-1.93 (m, 1H), 1.08-1.02 (m, 2H), 0.81-0.76 (m, 2H); 13C-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 143.77, 142.64, 140.79, 140.69, 137.71, 130.58, 129.70, 128.78, 128.13, 127.70, 127.53, 127.45, 126.77, 125.63, 15.53, 9.59; HRMS (EI) m/z calcd for C23H20 (M+) 296.1565, ５３.

(57) found 296.1569. ( 1-cyclopentyl-2-Nitroethane-1,2,2-triyl)tribenzene (2h) Colorless solide. m.p.: 177-178℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.34-7.14 (m, 13H), 6.83-6.81 (m, 2H), 6.68 (s, 1H), 2.62 (m, 1H), 1.95-1.91 (m, 1H), 1.65 (m , 1H), 1.44-1.35 (m, 1H), 1.31-1.25 (m, 2H), 1.24-1.11 (m, 2H), 1.00 (m, 1H);. 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 138.91, 138.37, 133.05,. 132.39, 130.64, 129.96, 129.60, 127.81, 127.37, 127.12, 127.09, 126.28, 95.90, 59.46, 44.51, 27.89, 27.74, 24.88, 24.53; HRMS (EI) m/z calcd for C25H25NO2 trans- ( 1-( 4-cyclopentylphenyl )-2-nitro ethene-1,2-diyl )dibenzene (3h) Yellow solide. m.p.℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.37-7.22 (m, 10H), 7.03 (d, J = 8.25 Hz, 2H), 6.92 (d, J = 8.3 Hz, 2H), 2.95-2.88 (m, 1H), 2.04-1.98 (m, 2H), 1.77-1.74 (m, 2H), 1.67-1.63 (m, 2H), 1.54-1.48 (m, 2H);. 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 149.58, 147.85,. 139.67, 138.93, 135.22, 133.03, 130.89, 129.72, 129.56, 129.22, 128.96, 128.90, 128.88, 128.87, 128.71, 127.18, 45.81, 34.58, 25.71; HRMS (EI) m/z calcd for C25H23NO2 (M+) 369.1729, found 369.1720. cis-( 1-( 4-cyclopentylphenyl )-2-nitro ethene-1,2-diyl )dibenzene (4h) Yellow solide. m.p.: 152-153℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.29-7.16 (m, 12H), 7.06-7.04 (m, 2H), 3.03-2.96 (m, 1H), 2.10-2.06 (m, 2H), 1.84-1.76 (m, 2H), 1.73-1.66 (m, 2H), 1.62-1.56 (m, 2H); 13C-NMR ５４.

(58) (500 MHz, CDCl3) δ 149.52, 148.03, 139.49, 138.35, 135.83, 132.92, 131.00, 129.65, 129.53, 128.84, 128.69, 128.43, 127.66, 45.92, 34.62, 25.72; HRMS (EI) m/z calcd for C25H23NO2 (M+) 369.1729, found 369.1724. ( E )-(1-( 4-cyclopentyl phenyl )ethene-1,2-diyl )dibenzene (5h) Colorless solide. m.p.: 88-89℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.33-6.99 (m, 14H), 6.94 (s, 1H), 3.01-2.94 (m, 1H), 2.08-2.04 (m, 2H), 1.83-1.76 (m, 2H), 1.71-1.64 (m, 2H), 1.62-1.54 (m, 2H); 13C-NMR (500 MHz, CDCl3 ) δ 146.25, 142.69, 141.02, 140.73, 137.73, 130.59, 129.71, 128.79, 128.13, 127.61, 127.59, 127.51, 127.15, 126.77, 45.87, 34.80, 25.73; HRMS (EI) m/z calcd for C25H24 (M+) 324.1878, found 324.1873.. ( 1-cyclohexyl-2-Nitroethane-1,2,2-triyl)tribenzene (2i) Colorless solide. m.p.: 208-209℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.31-6.78 (m, 16H), 2.17 (m, 1H), 1.91 (m, 1H), 1.79-1.73 (m, 2H), 1.57-1.54 (m, 2H), 1.28-1.24 (m, 1H), 1.12-1.10 (m, 1H), 0.92-0.84 (m, 1H), 0.58-0.54 (m, 2H);. 13. C-NMR (500 MHz,. CDCl3 ) δ 139.05, 137.01, 132.59, 129.79, 129.56, 127.80, 127.28, 127.05, 126.18, 60.07, 43.03, 29.58, 28.86, 26.98, 26.56; HRMS (EI) m/z calcd for C26H27NO2. ５５.

(59) trans- ( 1-( 4-cyclohexylphenyl )-2-nitro ethene-1,2-diyl )dibenzene (3i) Yellow solide. m.p.: 178-180℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.37-7.20 (m, 10H), 6.99 (d, J = 8.25 Hz, 2H), 6.92 (d, J = 8.3 Hz, 2H), 2.42 (m, 1H), 1.81 (d, J = 9.65 Hz, 4H), 1.73-1.71 (m, 1H), 1.37-1.31 (m, 4H), 1.22-1.19 (m, 1H );. 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ. 149.59, 149.22, 139.68, 138.90, 135.27, 133.02, 130.92, 129.70, 129.54, 129.20, 128.87, 128.86, 126.88, 44.44, 34.40, 26.98, 26.27; HRMS (EI) m/z calcd for C26H25NO2 (M+) 383.1885, found 383.183. ( E )-(1-( 4-cyclohexyl phenyl )ethene-1,2-diyl )dibenzene (5i) Colorless solide. m.p.: 88-89℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.33-7.00 (m, 14H), 6.95 (s, 1H), 2.52-2.48 (m, 1H), 1.87-1.85 (m, 4H), 1.76-1.73 (m, 1H), 1.43-1.37 (m, 4H), 1.27-1.24 (m, 1H); 13C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 147.82, 142.71, 141.06, 140.74, 137.77, 130.61, 129.72, 128.80, 128.14, 128.07, 127.64, 127.52, 126.87, 126.78, 44.48, 34.63, 27.12, 26.38; HRMS (EI) m/z calcd for C26H26 (M+) 338.2035, found 338.2025. ( 1-Nitropropane-1,2,2,3-tetrayl)tetrabenzene (2k) Colorless solide. m.p.: 125-126℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.33-7.03 (m, 18H), 6.56 (s, 1H), 6.53 (d, J = 7.25 Hz, 2H), 3.40 (abq, J = 13.6, 23.25 Hz, 2H); 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 141.92, 140.70, 136.06,. 132.34, 131.93, 131.25, 130.72, 130.18, 129.85, ５６.

(60) 128.04, 127.81, 127.57, 127.26, 127.00, 126.89, 95.22, 57.43, 46.72; HRMS (EI) m/z calcd for C26H27NO2 ( 1-Nitropent-4-ene-1,2,2-triyl) tribenzene (2j) Colorless solide. m.p.: 142-143℃. 1H-NMR (500 MHz, DMSO) δ 7.38-7.16 (m, 13H), 7.00 ( s, 1H ), 6.98 (d, J = 4.25 Hz, 2H), 5.31-5.25 (m, 1H), 4.84 (d, J = 19.45 Hz, 1H), 4.81 (d, J = 26.25 Hz, 1H), 2.82-2.71 (m, 2H); 13. C-NMR (500 MHz, DMSO) δ 142.36, 138.93, 133.29, 132.45, 131.60,. 130.34, 129.96, 129.22, 128.17, 127.97, 127.79, 127.38, 127.17, 119.39, 44.11; HRMS (EI) m/z calcd for C23H21NO2 (M+) 343.1572, found 343.1577. ( 3,3-dimethyl-1-nitrobutane-2,2-diyl )dibenzene (7a) Colorless solide. m.p.: 99-100℃. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.38-7.36 (m, 4H), 7.28-7.25 (m, 6H), 5.28 (s, 2H), 1.15 (s, 9H); 13C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 141.73, 130.86, 127.27, 126.96, 81.78, 58.94, 38.86, 29.38; HRMS (EI) m/z calcd for C18H21NO2, found (E)-1-(tert-butyl)-4-(2-nitro-1-phenylvinyl)benzene (8a) Yellow solide. m.p.: 1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.43-7.38 (m , 6H), 7.30-7.28 (m ,2H), 7.16 (s. 1H), 7.14 (s, 1H), 1.35 (s, 9H);. 13. C-NMR (300 MHz,. CDCl3) δ 152.91, 150.77, 137.75, 134.36, 132.59, 130.94, 129.26, 129.05, 129.00, 125.59, 69.77, 69.75, 35.04, 31.47; HRMS (EI) m/z calcd for C18H19NO2 (M+) 281.1416, found 281.1411. ５７.

(61) 1-(tert-butyl)-4-(1-phenylvinyl)benzene (10a) Colorless oil. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.36-7.27 (m, 9H), 5.4 (d, J = 0.5 Hz, 1H), 5.40 ( d, J = 1.5 Hz, 1H), 1.33 (s, 9H);. 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3) δ. 150.95, 150.05, 141.92, 138.66, 128.56, 128.31, 128.09, 127.82, 125.27, 113.90, 34.77, 31.57, 27.21; HRMS (EI) m/z calcd for C18H20 (M+) 236.1516, found 236.1559.. ５８.

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(64) 八、光譜附圖及 X-ray 附圖. ６１.

(65) (1-Nitro propane-1,2,2-triyl)tribenzene (2a) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). ６２.

(66) (1-Nitro propane-1,2,2-triyl)tribenzene (2a) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ６３.

(67) trans-(1-Nitro-2-(p-tolylethene-1,2-diyl)dibenzene (3a). ６４. 1. H-NMR (500 MHz, CDCl3).

(68) trans-(1-Nitro-2-(p-tolylethene-1,2-diyl)dibenzene (3a) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ６５.

(69) cis-(1-Nitro-2-(p-tolylethene-1,2-diyl)dibenzene (4a) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). ６６.

(70) cis-(1-Nitro-2-(p-tolylethene-1,2-diyl)dibenzene (4a) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ６７.

(71) ( E )-(1-(p-totl)ethene-1,2-diyl)dibenzene (5a) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). ６８.

(72) ( E )-(1-(p-totl)ethene-1,2-diyl)dibenzene (5a) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3 ). ６９.

(73) (1-Nitrobutane-1,2,2-triyl)tribenzene (2b) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). ７０.

(74) (1-Nitrobutane-1,2,2-triyl)tribenzene (2b). ７１. 13. C-NMR (500 MHz, CDCl3).

(75) trans-(1-(4-ethylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (3b) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). ７２.

(76) trans-(1-(4-ethylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (3b) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ７３.

(77) cis-(1-(4-ethylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4b) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). ７４.

(78) cis-(1-(4-ethylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4b) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ７５.

(79) (E)-(1-(4-ethylphenyl)ethene-1,2-diyl)dibenzene (5b) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). ７６.

(80) (E)-(1-(4-ethylphenyl)ethene-1,2-diyl)dibenzene (5b) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ７７.

(81) (1-Nitropentane-1,2,2-triyl)tribenzene (2c). ７８. 1. H-NMR (500 MHz, CDCl3).

(82) (1-Nitropentane-1,2,2-triyl)tribenzene (2c) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ７９.

(83) trans-(1-(4-propylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (3c). ８０. 1. H-NMR (500 MHz, CDCl3).

(84) trans-(1-(4-propylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (3c) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ８１.

(85) cis-(1-(4-propylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4c) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). ８２.

(86) cis-(1-(4-propylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4c) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ８３.

(87) (E)-(1-(4-propylphenyl)ethene-1,2-diyl)dibenzene (5c). ８４. 1. H-NMR (500 MHz, CDCl3).

(88) (E)-(1-(4-propylphenyl)ethene-1,2-diyl)dibenzene (5c) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ８５.

(89) trans- (1-(4-isopropylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (3d) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). ８６.

(90) trans- (1-(4-isopropylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (3d) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ８７.

(91) cis-(1-(4-isopropylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4d) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). ８８.

(92) cis-(1-(4-isopropylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4d) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ８９.

(93) (E)-(1-(4-isopropylphenyl )ethene-1,2-diyl)dibenzene (5d) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). ９０.

(94) (E)-(1-(4-isopropylphenyl)ethene-1,2-diyl)dibenzene (5d) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ９１.

(95) trans-(1-(4-(tert-butyl)phenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (3e) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). ９２.

(96) trans-(1-(4-(tert-butyl)phenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (3e) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ９３.

(97) (E)-(1-(4-(tertbutyl)phenyl)ethene-1,2-diyl)dibenzene (5e) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). ９４.

(98) (E)-(1-(4-(tertbutyl)phenyl)ethene-1,2-diyl)dibenzene (5e) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ９５.

(99) (4,4-dimethyl-1-nitropentane-1,2,2-triyl)tribenzene (2f). ９６. 1. H-NMR (500 MHz, CDCl3).

(100) (4,4-dimethyl-1-nitropentane-1,2,2-triyl)tribenzene (2f) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ９７.

(101) trans-(1-(4-neopentylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (3f) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). ９８.

(102) trans-(1-(4-neopentylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (3f) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). ９９.

(103) cis-(1-(4-neopentylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4f) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). １００.

(104) cis-(1-(4-neopentylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4f) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). １０１.

(105) (E)-(1-(4-neopentyl phenyl)ethene-1,2-diyl)dibenzene (5f). １０２. 1. H-NMR (500 MHz, CDCl3).

(106) (E)-(1-(4-neopentyl phenyl)ethene-1,2-diyl)dibenzene (5f) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). １０３.

(107) (1-cyclopropyl-2-Nitroethane-1,2,2-triyl)tribenzene (2g). １０４. 1. H-NMR (500 MHz, CDCl3).

(108) (1-cyclopropyl-2-Nitroethane-1,2,2-triyl)tribenzene (2g) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). １０５.

(109) cis-(1-(4-cyclopropylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene 4g) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). １０６.

(110) cis-(1-(4-cyclopropylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4g) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). １０７.

(111) (1-cyclopentyl-2-Nitroethane-1,2,2-triyl)tribenzene (2h) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). １０８.

(112) (1-cyclopentyl-2-Nitroethane-1,2,2-triyl)tribenzene (2h) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). １０９.

(113) cis-(1-(4-cyclopentylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4h) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). １１０.

(114) cis-(1-(4-cyclopentylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4h) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). １１１.

(115) (E)-(1-(4-cyclopentyl phenyl)ethene-1,2-diyl)dibenzene (5h) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). １１２.

(116) (E)-(1-(4-cyclopentyl phenyl)ethene-1,2-diyl)dibenzene (5h) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). １１３.

(117) trans-(1-(4-cyclohexylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (3i) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). １１４.

(118) trans-(1-(4-cyclohexylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (3i) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). １１５.

(119) (E)-(1-(4-cyclohexyl phenyl )ethene-1,2-diyl)dibenzene (5i) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). １１６.

(120) (E)-(1-(4-cyclohexyl phenyl)ethene-1,2-diyl)dibenzene (5i) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). １１７.

(121) (1-Nitropent-4-ene-1,2,2-triyl) tribenzene (2j) 1H-NMR (500 MHz, DMSO). １１８.

(122) (1-Nitropent-4-ene-1,2,2-triyl) tribenzene (2j). １１９. 13. C-NMR (500 MHz, DMSO).

(123) (1-Nitropropane-1,2,2,3-tetrayl)tetrabenzene (2k) 1H-NMR (500 MHz, CDCl3). １２０.

(124) (1-Nitropropane-1,2,2,3-tetrayl)tetrabenzene (2k) 13C-NMR (500 MHz, CDCl3). １２１.

(125) trans-(1-Nitro-2-(p-tolylethene-1,2-diyl)dibenzene (3a). 122.

(126) cis-(1-Nitro-2-(p-tolylethene-1,2-diyl)dibenzene (4a). 123.

(127) (E)-(1-(p-tolyl)ethane-1,2-diyl)dibenzenz (5a). 124.

(128) trans-(1-(4-ethylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (3b). 125.

(129) cis-(1-( 4-ethylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4b). 126.

(130) cis-(1-(4-propylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4c). 127.

(131) (3-methyl-1-Nitrobutane-1,2,2-triyl)tribenzene (2d). 128.

(132) cis-(1-(4-isopropylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4d). 129.

(133) (E)-(1-(4-isopropylphenyl)ethene-1,2-diyl)dibenzene (5d). 130.

(134) trans-(1-(4-(tert-butyl)phenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (3e). 131.

(135) (E)-(1-(4-(tertbutyl)phenyl)ethene-1,2-diyl)dibenzene (5e). 132.

(136) cis-(1-(4-neopentylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4f). 133.

(137) cis-(1-(4-cyclopropylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4g). 134.

(138) cis-(1-(4-cyclopentylphenyl)-2-nitro ethene-1,2-diyl)dibenzene (4h). 135.

(139) (E)-(1-(4-cyclopentyl phenyl )ethene-1,2-diyl)dibenzene (5h). 136.

(140) trans-(1-(4-cyclohexylphenyl)-2-nitroethene-1,2-diyl)dibenzene (3i). 137.

(141) 貳一鍋化合成雙環硝基苯併二氫吡喃及其衍生物. One-pot synthesis of bicyclonitrobischroman derivatives. 138.

(142) 一、前言 1.1 色 (Chroman) 的應用介紹: 色 (Chroman) 是具有芳香性的含氧雜環有機化合物 1 ，為苯並吡喃 (Chromene) 的二氫化產物，故亦被稱作二氫苯并吡喃 (dihydrobenzopyran) 根據六圓環上氧的位置可以分為色 (Chroman) 及異色 (Isochroman) ，其結構如 (圖 1) 所示:. O chromene. O. O chroman. isochroman. (圖 1)：chroman 及 isochromen 色 (Chroman) 對於生物活性及治療疾病使用上，是一個重要又有趣化合物，存在於自然界的色 (Chroman) 化合物，如兒茶素 (圖 2) 是植物的次生代謝產物，對於自由基有很高的抗氧化活性，能夠抗菌、預防蛀牙，在維管束植物中普及存在，像是中草藥、茶葉等，從茶葉萃取出來也被當作食品添加劑 2；維生素 E 又稱生育酚 (圖 3)，具有抗氧化力和提高生育力，除了食用保健食品外，也可以從菜油、堅果、穀物等食物攝取 3；魚藤素 (Deguelin) 可以從豆科植物、魚藤、山毛豆等植物中萃取出來 (圖 4)，被用作殺蟲劑和殺蟎劑，作為藥物能夠抑制鳥胺酸去氧化酶的 (ODC) 的誘導作用，進而阻礙腫瘤的發展 4；大麻素 (圖 5) 自然存在於動物神經和免疫系統裏。 139.

(143) 至於人工合成的色 (Chroman)，也有數種代表性的藥物，如克羅卡林 (圖 6)，是一種高血壓用藥；奈必洛爾 (圖 7)，具有血管擴張活性的選擇性，β1 腎上腺素受體拮抗劑，用於心絞痛和充血性心力衰竭的治療；Ormeloxifene (圖 8)，是一種有名非賀爾蒙及非類固醇的選擇性雌激素受體調節劑 5 (SERM) ，作為口服避孕藥使用；曲格列酮 (圖 9)，用於治療 2 型糖連病，增加人體組織對胰島素的敏感性，增強胰島素的作用。. 140.

(144) 3-胺基苯並二氫吡喃 (3-Amino chroman) 的衍生物 (圖 10)，對於 5-HT7 (5-hydroxytryptamine) 的受體在低莫耳的體積濃度下即展現高度的親和性，且其親和性行為非常具有選擇性，亦具有血清素活性的效應，使得這一類衍生物成為選擇性高且療效好的藥物發展的主要標的物。. (圖 10) 3-胺基苯並二氫吡喃 (3-Amino chroman) 的衍生物. 由於色 (Chroman) 具有藥物上的活性，也促使我們想要進一步了解，如何快速的合成出包含各種不同官能基的 Chroman。 141.

(145) 1.2 各種色 (Chroman) 衍生物的合成在以往的研究報告中，有不少提及合成特定色 (Chroman) 的方法 6，從 1939 年 Smith 開始一直到最近都有研究人員使用酚 (Phenol) 衍生物當起始物，利用 Claisen diene condensed 來合成色 (Chroman) (圖 11 ). (圖 11) Claisen diene condensed 合成色. 另外還可以在 Baylis-Hillman condition 7 合成色 (Chroman) ( 圖 12 )，. R1 R2. R1. O H OH. EWG. DABCO. DCM. OH. R2. R1 EWG. H2O. R2. EWG. O R3. R3. H. OH. O R3. (圖 12) Baylis-Hillman reaction. ，也有研究顯示出利用黃金當催化劑，以烯丙醇 (allyl alcohol) 和酚 (Phenol) 經由一鍋化 Friedel-Crafts 連續性的進行烯丙基化 (allylation) / 分子內 hydroalkoxylation 反應，進而得到色 (Chroman) 產物 8 (圖 13)。. 142.

(146) (圖 13) 烯丙基化/分子內 hydroalkoxylation 反應. 另外如將香豆素 (Coumarins)、色烯 (Chromens)、色酮 (Chromanones) 等化合物的還原. 9. 亦可得到色 (Chroman) ，1941 年 Hultzsch 利用水楊苷. (saligenin) 在苯乙烯 (styrene) 的存在下加熱，進而得到色 10 (圖 14):. (圖 14) 水楊苷與苯乙烯加熱反應. 2002 年 Thomas 利用水楊醛 (Salicylic aldehyde) 和亞烷基 (alkyene) 環化反應 11 而得到 Chroman (圖 15 )。. 143.

(147) O (1) NaH、 Boc2O. NaH. H. (2) NaBH4. HO. Boc2O. OH. OBoc O H OBoc BocO. OBoc. OH R3M. OBoc. OBoc or. O. O R3 OBoc. OBoc X. O. Z. X. O. Y. X R3. Y Z. Y Z. (圖 15) 水楊醛和亞烷基環化反應. 從上述的文獻報告和過去實驗室關於 3-Nitrochromene 衍生物的研究，我們推斷利用水楊醛 (Salicylaldehyde 1a). 和它的衍生物具有簡單、快速合. 成出色 (chroman) 的可能性。於合成 3-Aminochroman 衍生物是一個值得重視的課題，因為 5-HT7 (血清素)是一種神經生物學和藥物發展的目標. 12. ，許多合成. 3-Aminochroman 和其衍生物的方法，均需花費很長的時間，這包括了複雜 144.

(148) 的實驗步驟、起始物的難取得. 13. ；因此，有效的從水楊醛及其各種取代衍. 生物，與硝基甲烷 (Nitromethane) 簡單的合成出 3-硝基色 (3-Nitrochroman) 是值得高度期待，因為到目前為止，從未有任何報告是有關於一鍋化即可合成出 Chroman，我們的研究專注於從水楊醛在一鍋化情況下直接合成出 3-硝基色衍生物，因為所得到的產物 3-硝基色衍生物，簡單的將硝基還原後即為 3-Aminochroman 的類似物，也可能發展出另一對於血清素活性具有療效的藥物。 1.3 相關類似的反應物: 在研究色合成及應用前，我們搜尋了有關的資訊，發現了一些有趣的結果； Koketsu 14 利用烯碳酸鹽 (Vinylogous carbonates) 和 1,3-雙酮 (1,3-diketones) 在一簡單的一鍋化進行 Knoevenagel condensation 和 Hetero Diels-Alder 反應得到 2,8-dioxabicyclo[3.3.1]nonane 衍生物，如 (圖 16) 所示，其反應機構如(圖 17)。. (圖 16) 烯碳酸鹽和 1,3-雙酮進行 condensation 和 Hetero Diels-Alder 反應. 145.

壹、 新穎格里鈉試劑對二苯基硝基乙烯及其衍生物的1,8-加成反應 貳、 一鍋化合成雙環硝基苯併二氫吡喃及其衍生物

壹、新穎格里鈉試劑對二苯基硝基乙烯及其衍生物的1,8-加成反應貳、一鍋化合成雙環硝基苯併二氫吡喃及其衍生物