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研究生： 鍾長志
ZHONG, Chang-Zhi
論文名稱： 金(I)與三氟甲磺酸催化烯炔醯胺分子內環化反應：稠雙環- 與螺環-γ-內醯胺的合成
Gold(I)- and TfOH-Catalyzed Intramolecular Cyclization Reactions of Enynamides: Synthesis of Fused Bicyclic- and Spiro-γ-Lactams
指導教授： 葉名倉
Yeh, Ming-Chang
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 化學系
Department of Chemistry
論文出版年： 2016
畢業學年度： 104
語文別： 中文
論文頁數： 608
中文關鍵詞： 分子內環化 、環化異構化反應 、金催化 、炔醯胺分子 、雙環γ-內醯胺 、氧化反應 、三氟甲磺酸催化 、2-含氮螺癸烷 、螺旋-γ-內醯胺
英文關鍵詞： intramolecular cycloisomerization, bicyclic lactam, oxidation, TfOH, 2-azaspiro[4.5]decane, spiro-γ-lactam
DOI URL： https://doi.org/10.6345/NTNU202203635
論文種類： 學術論文
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    • 本文包含兩個主題，一：金(I)催化六員環 3-烯炔醯胺化合物進行分子內環化反應合成雙環γ-內醯胺，二：三氟甲磺酸催化具對-甲苯磺醯基保護的3-(((芳香基乙炔)胺)甲基)環己-2-烯醇化合物進行分子內環化反應合成螺旋-γ-內醯胺。
    以具芳香族取代的六員環 3-烯炔醯胺化合物為起始物，以金(I)催化進行分子內環化異構化反應得到9-氮三環[5.2.1.03,10]癸烷中間體，在空氣中可以直接氧化得到7-芳醯基全氫異吲哚酮衍生物；以鄰位芳香基取代與烷基取代的六員環 3-烯炔醯胺化合物為起始物時會得到4-氮三環[5.2.1.03,10]癸烷衍生物，此中間產物再加入四氧化鋨與N-甲基嗎啉-N-氧化物進行氧化可得到具7-芳(脂肪)醯基全氫異吲哚酮衍生物。

    利用三氟甲磺酸催化具對-甲苯磺醯基保護的3-(((芳香基乙炔)胺)甲基)環己-2-烯醇化合物進行分子內環化異構化反應，首先得到六員環烯丙基碳陽離子中間體，水與此烯丙基碳陽離子以反式方式加成至炔基上，得到4-芳香基-2-含氮螺旋[4.5]癸-6-烯-3-酮衍生物，其為一組含氮螺旋非鏡像異構物，進一步將此混合物以鈀碳催化劑和氫氣還原後可得到單一4-芳香基-2-氮螺旋[4.5]癸烷-3-酮衍生物。

    The thesis contains two topics. The first part is the synthesis of bicyclic γ-lactams via gold(I)-catalyzed intramolecular cycloisomerization of six-membered ring 3-enynamides. The second part is the synthesis of spiro-γ-lactams via TfOH-catalyzed intramolecular cycloisomerization of N-tosyl protected 3-(((phenylethynyl)amino)methyl)cyclohex-2-enol.
    Six-membered ring aryl-substituted 3-enynamides, upon treatment with the gold catalyst, gave a 9-azatricyclo[5.2.1.03,10]decane intermediate, which was spontaneously oxidized to 7-aroyloctahydro-1H-isoindolone in air, while o-aryl-substituted and alkyl-substituted 9-azatricyclo[5.2.1.03,10]decane derivatives were isolated. These azatricycles could be further oxidized to 7-aroyl(alkanoyl)octahydro-1H-isoindolone by osmium tetroxide and N-methylmorpholine N-oxide.
    Treatment of N-tosyl protected 3-(((arylethynyl)amino)methyl)- cyclohex-2-enol with a catalytic amount of TfOH gave an allylic cationic intermediate Anti-addition of the allylic cation and H2O across the alkyne furnished 4-aryl-2-tosyl-2-azaspiro[4.5]dec-6-en-3-one derivatives after aqueous work up. The mixture of diastereomers was reduced by H2 and a catalytic amount of Pd/C to give 4-aryl-2-tosyl-2-azaspiro[4.5]decan-3-one as a single product.

    目錄 目錄 I 圖目錄 III 表目錄 V 式目錄 VI 流程目錄 VIII 縮寫列表 X 摘要 XII Abstract XIV 第一章 緒論 1 第二章 金催化烯炔醯胺-合成雙環γ-內醯胺 4 2.1 前言 4 2.1.1 合成雙環γ-內醯胺(bicyclic γ-lactams)化合物之反應 4 2.1.2 含有炔醯胺分子之合環反應 6 2.1.3 金催化烯炔醯胺分子之分子內環化反應 10 2.2 實驗設計 15 2.3實驗結果與討論 18 2.3.1 起始物製備 18 2.3.2 烯炔醯胺化合物環化反應及結構證明 24 2.3.3 反應機構探討 61 2.4 結論 64 第三章 酸催化烯炔醯胺合成螺旋-γ-內醯胺 65 3.1 前言 65 3.1.1 合成含氮螺旋化合物(azaspiro)反應 65 3.1.2 合成螺旋-γ-內醯胺 68 3.1.3 布忍斯特酸輔佐分子內環化反應 71 3.2 實驗設計 75 3.3實驗結果與討論 82 3.3.1 起始物製備 82 3.3.2 烯炔醯胺化合物環化反應及結構證明 86 3.3.3 反應機構探討 107 3.4 結論 108 第四章 實驗部分 109 4.1 分析儀器及基本實驗操作 109 4.2 Gold(I)-Catalyzed Synthesis of Bicyclic γ-Lactams. 111 4.2.1 Experiments 111 4.3 TfOH-Catalyzed Synthesis of Spiro- γ-Lactams. 117 4.3.1 Experiments 117 4.4 Synthesis of Six-membered Ring 3-Enynamides. 119 4.5 Synthesis of Bicyclic γ-Lactams. 146 4.6 Synthesis of Tetracyclic Compounds. 165 4.7 Synthesis of Tricyclic Compounds. 177 4.8 Synthesis of Bicyclo[4.2.0]octanone Derivatives. 184 4.9 Synthesis of 3-(((Arylethynyl)amino)methyl)- cyclohex-2-enol. 192 4.10 Synthesis of Spiro- γ-Lactams. 212 4.11 Synthesis of Azaspiro. 224 參考文獻 225 附錄 1H、13C和19F NMR光譜 X-ray ORTEP解析圖譜及數據

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