臺灣博碩士論文加值系統

利用先前本實驗室合成出之含鈷單牙磷基[(μ-PPh2CH2PPh2)Co2(CO)4][μ,η-(tBu)2PC≡CPh] 4a進行Sonogashira耦合反應。其中，改變可能影響催化效果之因素例如：鈀金屬與配位基比例、鹼、溶劑、鈀金屬種類等，並討論其結果。
利用單核鈀金屬錯合物為前趨物
[(μ-PPh2CH2PPh2)Co2(CO)4][( μ, η-(tBu)2PC≡CC6H4)-κC1]Pd(μ-OAc) T3，和LiCl反應，合成一個新型的含鈷磷基之雙核鈀金屬錯合物{[(μ-PPh2CH2PPh2)Co2(CO)4] [μ, η-(tBu)2PC≡CC6H4-κC1]Pd(μ-Cl)}2 H1。H1之晶體結構由X-ray繞射儀鑑定出，其結構呈現出兩個氯原子架橋之雙核鈀金屬架構。利用兩個催化前趨物化合物T3及H1搭配bromobenzene與phenylboronic acid進行Suzuki耦合反應。其中也針對影響催化效應的因素諸如：基質與催化劑比例、反應溫度、鹼以及溶劑進行探討。由整體表現來看，雙核鈀金屬錯合物H1之催化表現比其催化前趨物T3更佳。

目錄
中文摘要…………………………………………………………… Ⅰ
英文摘要………………………………………………………… Ⅱ
目錄………………………………………………………………… Ⅲ
圖解目錄…………………………………………………………… Ⅴ
方程式目錄………………………………………………………… Ⅵ
表目錄……………………………………………………………… Ⅶ
圖目錄……………………………………………………………… Ⅸ
附錄表目錄………………………………………………………… Ⅹ
第一章 序論
第一節 前言…………………………………………… 2
第二節 Sonogashira耦合反應………………………… 6
第三節 Suzuki耦合反應……………………………… 11
第四節 研究方向……………………………………… 16
第五節 研究動機……………………………………… 22
第二章 結果與討論
第一節 含鈷單牙磷基之鈀金屬錯合物H1的研究與討 論………………………………………………
27
第二節 含鈷單牙磷基4a在Sonogashira反應中的應用………………………………………………
34
第三節 含鈷單牙磷基之鈀金屬錯合物H1應用在Suzuki催化反應………………………………
41
第四節 含鈷單牙磷基之鈀金屬錯合物T3應用在Suzuki催化反應………………………………
50
第三章 結論……………………………………………………… 59
第四章 實驗
第一節 儀器、試劑和操作技巧……………………… 62
第二節 合成方法與性質……………………………… 66
第三節 Sonogashira耦合反應步驟與光譜數據……… 69
第四節 Suzuki耦合反應步驟與光譜數據…………… 70
參考文獻…………………………………………………………… 75
附錄
晶體數據……………………………………………………… 83
光譜數據……………………………………………………… 98



圖解目錄
圖解1-1-1 耦合反應的類型………………………………… 3
圖解1-1-2. 利用鈀金屬催化之耦合反應……………………… 4
圖解1-1-3 鹼的作用…………………………………………… 5
圖解1-1-4 一般耦合反應之機構……………………………… 6
圖解1-2-1 合成炔類之反應…………………………………… 7
圖解1-2-2 Sonogashira 耦合反應之機構…………………… 9
圖解1-2-3 利用Sonogashira 耦合反應製備之藥物………… 11
圖解1-3-1 Suzuki 耦合反應之機構………………………… 13
圖解1-4-1 半三明治過渡金屬配位基………………………… 17
圖解1-4-2 Ferrocene及其衍生物……………………………… 19
圖解1-4-3 良好的配位基設計……………………………… 20

方程式目錄
方程式 1 Sonogashira耦合反應通式…………………… 8
方程式 2 Suzuki耦合反應通式………………………… 12
方程式 3 本實驗室所合成出一系列之含鈷磷基……… 21
方程式 4 含鈷磷基之鈀金屬錯合物T3的合成方法…… 22
方程式 5 雙核鈀金屬化合物之合成方法……………… 24
方程式 6 含鈷磷基之鈀金屬錯合物H1之合成方法…… 27
方程式 7 Sonogashira耦合反應………………………… 34
方程式 8 Suzuki耦合反應……………………………… 41
方程式 9 雙核鈀金屬錯合物H1之合成方法…………… 64






表目錄
表2-1-1 化合物H1之晶體數據資料…………………………… 32
表2-1-2. 化合物H1之鍵長[Å]、鍵角[o]……………………… 33
表2-2-1. Sonogashira耦合反應中鈀金屬種類/配位基4a比例對催化反應的影響………………………………………
35
表2-2-2. Sonogashira耦合反應中鹼對催化反應的影響……… 37
表2-2-3. Sonogashira耦合反應中溶劑對催化反應的影響..... 38
表2-2-4. Sonogashira耦合反應中不同的鈀金屬對催化反應的影響……………………………………………………
39
表2-3-1. H1在Suzuki耦合反應中時間對催化反應的影響…… 42
表2-3-2. H1在Suzuki耦合反應中溶劑對催化反應的影響…… 43
表2-3-3. H1在Suzuki耦合反應中鹼對催化反應的影響…… 45
表2-3-4. H1在Suzuki耦合反應中催化劑量對催化反應的影響 46
表2-3-5. H1在Suzuki耦合反應中溫度與時間對催化反應的影響………………………………………………………
47
表2-3-6. H1在Suzuki耦合反應中不同取代基對催化反應的影響………………………………………………………

48
表2-4-1. T3在Suzuki耦合反應中時間對催化反應的影響…… 50
表2-4-2. T3在Suzuki耦合反應中溶劑對催化反應的影響…… 51
表2-4-3. T3在Suzuki耦合反應中鹼對催化效果的影響……… 53
表2-4-4. T3在Suzuki耦合反應中催化劑量對催化反應的影響 54
表2-4-5. T3在Suzuki耦合反應中溫度及時間對催化反應的影響………………………………………………………
56
表2-4-6 T3在Suzuki耦合反應中不同取代基對催化反應的影響………………………………………………………
57

圖目錄
圖1. 利用Sonogashira耦合反應合成之天然物…………… 10
圖2. 利用Suzuki耦合反應合成之抗生素…………………… 15
圖3. 利用Suzuki耦合反應所合成之天然物………………… 16
圖4. 一般常見有機配位基…………………………………… 18
圖5. 雙核鈀金屬之晶體結構 ……………………………… 23
圖6. [Pd(dba)(PtBu2Bph)]與T3之結構……………………… 24
圖7. H1之晶體結構圖………………………………………… 28
圖8. 化合物H1於d8-toluene之變溫31P NMR光譜圖…… 31
圖 9 推測之DPPM流變現象圖……………………………… 32
圖10. Pd/L對產率分布圖…………………………………… 36
圖11. 配位基4a與三鍵反應前後之圖譜比較……………… 41



附錄表目錄
表 A-1 Crystal data and structure refinement for H1………… 85
表 A-2 Atomic coordinates ( x 104) and equivalent isotropic displacement parameters (Å2 x 103) for H1…………
86
表 A-3 Bond lengths [Å] and angles [°] for H1………………
88
表 A-4 Anisotropic displacement parameters (Å2 x 103) for H1………………………………………………………
94
表 A-5 Hydrogen coordinates ( x 104) and isotropic displacement parameters (Å2 x 103) for H1…………
96

1. (a) Barder,T. E.; Walker, S. D.; Martinelli, J. R.; Buchwald, S. L. J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 4685. (b) Walker, S. D.; Barder, T. E.; Martinelli, J. R.; Buchwald, S. L. Angew. Chem. Int. Ed., 2004, 43, 1871. (c) Tang, W.; Zhang, X. Chem. Rev., 2003, 103, 3029. (d) Hu, Q.-S.; Lu, Y.; Tang, Z.-Y.; and Yu, H.-B. J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 2856. (e) Pickett, T. E.; Roca, F. X. and Richards, C. J. J. Org. Chem., 2003, 68, 2592. (f) Tang, Z.-Y.; Lu, Y. and Hu, Q.-S. Org. Lett., 2003, 5, 297.
2. (a) Miyaura, N.; Suzuki, A. Chem. Rev., 1995, 95, 2457. (b) Littke, A. F.; Fu, G. C. Angew. Chem., Int. Ed., 1998, 37, 3387. (c) Old, D. W.; Wolfe, J. P.; Buchwald, S. L. J. Am. Chem. Soc., 1998, 120, 9722. (d) Wolfe, J. P.; Buchwald, S. L. Angew. Chem., Int. Ed., 1999, 38, 2413. (e) Wolfe, J. P.; Singer, R. A.; Yang, B. H.; Buchwald, S. L. J. Am. Chem. Soc., 1999, 121, 9550.
3. (a) Tsuji, J. In Palladium Reagents and Catalysts: Innovations in Organic Synthesis; Wiley: Chichester, 1995. (b) Applied Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds, Vol. 1 and 2; Cornils, B., Herrmann, W. A., Eds.; VCH: Weinheim, 1996. (c) Malleron, J.-L.; Fiaud, J.-C.; Legros, J.-Y. Handbook of Palladium-Catalyzed Organic Reactions; Academic Press: San Diego, 1997. (d) Metal-Catalyzed Cross-coupling Reactions; Diederich, F., Stang, P. J., Eds.; Wiley-VCH: Weinheim, 1998.
4. (a) Kramareva, N.; Navarro, O. and Nolan. S. P. Org. Lett., 2005, 9, 1829.; (b) Yin, J.; Rainka, M. P.; Zhang, X.-X. and Buchwald, S. L. J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 1162. (c) Cella, R.; Rodrigo L.; Cunha, O. R.; Reis, A. E. S.; Pimenta, D. C.; Klitzke, C. F. and Stefani, H. A. J. Org. Chem., 2006, 71, 244. (d) Rostovtsev, V. V.; Green, L. G.; Fokin, V. V. and Sharpless, K. B. Angew. Chem. Int. Ed., 2002, 41, 2596. (e) Zhou, J. and Fu, G. C. J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 1340.
5. (a) Shirakawa, E.; Hiyama, T. J. Organomet. Chem., 1999, 576, 169. (b) Amatore, C.; Bahsoun, A. A.; Jutand, A.; Meyer, G.; Ntepe, A. N. and Ricard L. J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 4212. (c) Espinet, P. and Echavarren, A. M. Angew. Chem. Int. Ed., 2004, 43, 4704. (d) Littke, A. F.; Schwarz, L. and Fu, G. C. J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 6343.
6. Nicolaou, K. C.; Bulger, P. G. and Sarlah. D. Angew. Chem. Int. Ed., 2005, 44, 4442.
7. (a) Gusev,O. V.; Peganova, T. A.; Kalsin, A. M.; Vologdin, N. V.; Petrovskii, P.V.; Lyssenko, K. A.; Tsvetkov, A. V. And Beletskaya, I. P. Organometallics, 2006, 25, 2750. (b) Christmann, U.; Pantazis, D. A.; Buchholz, J. B.; McGrady, J. E.; Maseras, F. and Vilar, R. J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 6376. (c) Driver, M. S. and Hartwig, J. F. J. Am. Chem. Soc., 1996, 118, 7217.
8. (a) Soheili, A.; Walker, J. A.; Murry, J. A.; Dormer, P. G. and Hughes, D. L. Org. Lett., 2003, 5, 4191. (b) Elangovan, A.; Wang, Y.-H. and Ho, T. -I. Org. Lett., 2003, 5, 1841. (c) Remmele, H.; Ko¨llhofer, A. and Plenio, H. Organometallics, 2003, 22, 4098. (d) Köllhofer, A.; Pullmann, T. and Plenio, H. Angew. Chem. Int. Ed., 2003, 42, 1056.
9. (a) Dounay, A. B. and Overman, L. E. Chem. Rev., 2003, 103, 2945. (b) Stambuli, J. P. ; Stauffer, S. R.; Shaughnessy, K. H. and Hartwig, J. F. J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 2677. (c) Rosner, T.; Bars, J. L.; Pfaltz, A. and Blackmond, D. G. J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 1848.
10. Matos, K. and Soderquist, J. A. J. Org. Chem., 1998, 63, 461.

11. Negishi, E.-I. and Anastasia, L. Chem. Rev., 2003, 103, 1979.
12. (a) Villarii, F. J. and Silveira, A. J. Org. Chem., 1978, 43, 358 (b) Negishi, E. Acc. Chem. Res., 1982, 15, 340. (c) Riguet, E.; Alami, M.; Cahiez, G. J. Organomet. Chem., 2001, 624, 376.(d) Stefani, H. A. Tetrahedron Lett., 2005, 46, 563.
13. Nicolaou, K. C.; Bulger, P. G. and Sarlah, D. Angew. Chem. Int. Ed., 2005, 44, 4442.
14. Sonogashira, K. J. Organomet. Chem., 2002, 653, 46.
15. (a) Schreiber, S. L.; Kiessling, L. J. Am. Chem. Soc., 1988, 110, 631. (b) Magnus, P.; Carter, P. A. J. Am. Chem. Soc., 1988, 110, 1626.
(c) Nicolaou, K. C. Angew. Chem. Int. Ed.,. 1993, 32, 1377.
(d) Tomioka, K.; Fujita, H.; Koga, K. Tetrahedron Lett., 1989, 30,
851.(e) Nicolaou, K. C.; Hummel, C. W.; Pitsinos, E. N.; Nakada, M.; Smith, A. L.; Shibayama, K.; Saimoto, H. J. Am. Chem. Soc.,
1992, 114, 10082 (f) Nicolaou, K. C.; Hummel, C. W.; Nakada, M.; Shibayama, K.; Pitsinos, E. N.; Saimoto, H.; Mizuno, Y.; Baldenius, K. U., Smith, A. L. J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 7625.
16. Zeng, F.; Negishi, E. Org. Lett. 2001, 3, 719
17. Molander, G. A. and Felix, L. A. J. Org. Chem., 2005, 70, 3950
18. Suzuki, A.; J. Organomet. Chem., 1999, 576, 147.
19. Amatore, C. and Jutand, A. Acc. Chem. Res., 2000, 33, 314.
20. Befold, R. B.; Hazelwood, S. L. and Limmert, M. E. Chem. Eur. J., 2003, 9, 3216
21. Littke, A. F. and Fu, G. C. J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 6090
22. Walker, S. D.; Barder, T. E. and Buchwald, S. L. Angew. Chem. Int. Ed., 2004, 43, 1871
23. (a) Evans, D. A.; Wood, M. R.; Trotter, B. W.; Richardson, T. I.; Barrow, J. C. and Katz, J. L. Angew. Chem. Int. Ed., 1998, 37, 2700. (b) Evans, D. A.; Dinsmore, C. J.; Watson, P. S.; Wood, M. R.; Richardson, T. I.; Trotter, B.W. and Katz, J. L. Angew. Chem. Int. Ed., 1998, 37, 2704.
24. Molander, G. A. and Dehmel, F. J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 10313.
25. Eichenseher, S.; Delacroix, O.; Kromm, K.; Hampel, F. And Gladysz, J. A. Organometallics, 2005, 24, 245.
26. (a) Buchwald, S. L. J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 4685. (b) Fu G. C. J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 4020. (c) Wolfe, J. P.; Tomori, H.; Sadighi, J. P.; Yin, J.; Buchwald, S. L. J. Org. Chem., 2000, 65, 1158. (d) Huang, X.; Anderson, K.W.; Zim, D.; Jiang, L.; Klapars, A.; Buchwald, S. L. J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 6653.
27. (a) Colacot, T. J. Chem. Rev., 2003, 103, 3101-3118. (b) Teo, S.; Weng, Z. and Hor,T. S. A. Organometallics, 2006, 25, 1199. (c) Weng, Z.; Teo, S.; Koh, L. L. and Hor, T. S. A. Organometallics, 2004, 23, 3603. (d) Colacot, T. J. and Shea, H. A. Org. Lett., 2004, 6, 3731 (e) Jensen, J. F. and Johannsen, M. Org. Lett., 2003, 5, 3025.
28. Tollman, C. A.; Chem. Rev., 1977, 77, 313
29. Walker, S. D.; Barder, T. E.; Martinelli, J. R.; Buchwald, S. L. Angew. Chem., Int. Ed., 2004, 43, 1871.
30. (a) Hong, F.-E.; Ho, Y.-J.; Chang, Y.-C.; Huang, Y.-L. J. Organomet. Chem., 2005, 690, 1249.; (b) Chang, C.-P.; Huang, Y.-L.; Hong, F.-E Tetrahedron, 2005, 61, 3835.; (c) Chang, Y.-C.; Hong, F.-E. Organometallics, 2005, 24, 5686.; (e) Hong, F.-E.; Chang, Y.-C.; Chang, C.-P.; Huang, Y.-L. Dalton Trans, 2004, 157.; (f) Hong, F.-E.; Ho, Y.-J.; Chang, Y.-C.; Lai, Y.-C. Tetrahedron, 2004, 60, 2639.;
31. Lee, J.-C.; Wang, M.-G.; Hong, F.-E. Eur. J. Inorg. Chem., 2005, 5011.
32. Christmann, U.; Vilar, R.; White, A. J. P. and Williams, D. J. Chem. Commun., 2004 , 1294 .
33. (a)Dupont, J.; Consorti, C. S. and Spencer, J. Chem. Rev., 2005, 105, 2527.; (b) Roca, F. X.; Motevalli, M. and Richards, C. J. J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 2388. (c) Consorti, C. S.; Flores, F. R. and Dupont, J. J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 12054. (d) Prashad, M.; Mak, X. Y.; Liu, Y. and Repic, O. J. Org. Chem., 2003, 68, 1163.
34. (a) Leadbeater, N. E. and Tominack, B. J. Tetrahedron Lett., 2003, 44, 8653. (b) Fukuyama, T,; Shinmen, M.; Nishitani, S.; Sato, M. and Ryu, I. Org. Lett., 2002, 4, 1691. (c) Alonso, D. A.; Na´jera, C. and Pacheco, M. Tetrahedron Lett., 2002, 43, 9365.