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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃馨誼
研究生(外文):Hsin‐Yi Huang
論文名稱:(1)利用三氟甲磺酸鐿催化進行一鍋化之硫-麥克爾加成反應(2)利用對甲苯磺酸於水相催化N-甲醯亞胺和胺類進行甲醯化之反應
論文名稱(外文):(1) Sequential Yb(OTf)3 Catalyzed One-Pot Three-Component Thia-Michael Addition(2) p-Toluenesulfonic Acid Catalyzed N-Formylation of N-Formylimide with Amine in Water
指導教授:梁健夫
指導教授(外文):Chien-Fu Liang
口試委員:林俊成游景晴
口試委員(外文):Chun-Cheng LinChing-Ching Yu
口試日期:2018-07-05
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:化學系所
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2018
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:214
中文關鍵詞:硫-麥克爾加成反應甲醯亞胺甲醯化之反應
外文關鍵詞:thia-Michael additionN-FormylimideN-Formylation
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  本篇論文第一部分是利用三氟甲磺酸鐿在多分子組合一鍋化條件下進行硫-麥克爾加成反應。文獻中指出傳統利用市售可得之硫醇進行硫-麥克爾加成反應的策略大都為強鹼條件,但在此強鹼條件下硫醇容易氧化形成雙硫鍵的副產物,而且在使用中硫醇常具有使人不能忍受之刺鼻性異味。為了改善此問題,化學家們提出利用多樣性的有機鹵化物與含硫試劑反應取代傳統直接使用硫醇的方法。對此,我們也提出一套新的建立碳硫鍵之策略,利用硫代乙酸鉀、有機鹵化物、α,β-不飽和化合物在三氟甲磺酸鐿催化下進行硫-麥克爾加成反應。而催化量三氟甲磺酸鐿在此條件下可連續進行去硫乙醯基以及活化α,β-不飽和化合物幫助進行加成反應。整體上此策略具有操作方便、減少副產物形成以及避免使用昂貴的過渡金屬等優點,為一良好建立碳硫鍵之方法。最後,我們也將此開發方法應用在合成三個具有藥物活性的化合物,證實此方法的廣泛應用性。
  本篇論文第二部分是提出新穎製備甲醯亞胺之方法,並以此甲醯亞胺作為甲醯化試劑與多樣性胺類進行轉甲醯胺反應。先前的文獻中大多是以金屬與氣體在高溫下進行甲醯化反應或是以二甲基甲醯胺、甲酸等做為甲醯化試劑,但這些方法皆須高當量的試劑且造成過多化學廢棄物。因此本實驗室設計利用對甲苯磺酸與脒類化合物在水相形成高產率之甲醯亞胺化合物,接著同樣在水相中利用此甲醯亞胺作為提供甲醯基的載體,並具有化學選擇性只針對胺類化合物進行甲醯化,且反應最後可回收醯胺類起始物。同時,我們也探討利用一鍋化方法進行甲醯胺化反應,有效的合成甲醯基化合物。此策略可在水相快速且方便製備甲醯基化合物又不會產生過多化學廢棄物,是我們目前致力於邁向發展綠色化學方法之目標。
  In the first part of this thesis, we report the three-component one-pot reaction of thia-Michael additions by using Yb(OTf)3. Compared with traditional work, thia-Michael addition comes from commercially available thiols and α,β-unsaturated compounds in alkaline condition, however, the starting material of thiols have some disadvantages, including smelly odor and easily oxidized to disulfide bond. In order to improve this situation, the reactions conducted under organic halides conditions have been reported. Herein, we report a new synthetic method that produces carbon-sulfur bonds from thiolate salt, organic halides and α,β-unsaturated compounds in mild condition. The three-component one-pot reaction of thia-Michael additions are using potassium thioacetate as the thiol source for nucleophilic substitution reaction, followed by Yb(OTf)3-catalyzed sequential S-deacetylation and thia-Michael addition. This entire route of the Yb(OTf)3 catalyzed multicomponent reactions are operational simplicity, good yield of products and use of relatively low or nontoxic reagents.
  The second part of the thesis, we have developed a new synthetic method for N-formylation of amines in water. Compared with the literature, we performed this reaction under metal- and gas-free conditions and prevented using high equivalent reagents from making the large scale of chemical wastes. The strategy was focused on N-formylation of amines with N-formylimides, which was prepared from amidines under p-toluenesulfonic acid catalyzed conditions. Furthermore, the N-formylation of N-formylimide has a good chemoseletivity on amino functional group. Additionally, the starting material of benzamide can be recovered after the entire reactions. Therefore, this synthetic method for N-formylation in water by using N-formylimide as an N-formylating reagent was an environmentally friendly approach.
中文摘要 i
英文摘要 ii
序言 iii
縮寫表 iv
目錄 vi
表目錄 viii
圖目錄 ix
流程目錄 x
題目一 利用三氟甲磺酸鐿催化進行一鍋化之硫-麥克爾加成反應 1
第一章 緒論 2
1-1 緒論 2
1-2 硫-麥克爾加成的應用 5
1-3 硫-麥克爾加成反應之文獻探討 7
1-3-1傳統方法 7
1-3-2 利用含硫替代試劑取代傳統硫醇 8
1-4 研究動機 11
第二章 結果與討論 13
2-1 硫-麥克爾加成反應之優化探討 13
2-2 環狀硫-麥克爾受體在三氟甲磺酸鐿催化下進行一鍋化反應之探討 15
2-3非環狀硫-麥克爾受體在三氟甲磺酸鐿催化下進行一鍋化反應之探討 16
2-4 針對多樣性的硫-麥克爾受體在三氟甲磺酸鐿催化下進行一鍋化反應之探討 18
2-5 分子內的硫-麥克爾加成之一鍋化反應探討 21
2-6實驗對照組 22
2-7推測反應機制 24
第三章 結論 25
第四章 實驗步驟與參考數據 26
第五章 參考文獻 41

題目二 利用對甲苯磺酸於水相催化N-甲醯亞胺和胺類進行甲醯化之反應 44
第一章 緒論 45
1-1 緒論 45
1-2-1甲醯亞胺之應用 46
1-2-2製備甲醯亞胺之文獻整理 47
1-3-1甲醯胺之應用 55
1-3-2合成甲醯胺之文獻回顧 59
1-4研究動機 67
第二章 結果與討論 68
2-1合成甲醯亞胺之優化條件 68
2-2合成多樣性之甲醯亞胺 73
2-3合成甲醯胺之優化條件 74
2-4合成多樣性之甲醯胺 76
2-5一鍋化合成甲醯胺之探討 78
2-6光譜之探討 80
2-7反應機制之探討 81
第三章 結論 82
第四章 實驗步驟及參考數據 83
第五章 參考文獻 98
光譜資料 101
題目一
(1)(a) Yin, C.; Huo, F.; Zhang, J.; Martinez-Manez, R.; Yang, Y.; Lv, H.; Li, S. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 6032-6059 (b) Nair, D. P.; Podgórski, M.; Chatani, S.; Gong, T.; Xi, W.; Fenoli, C. R.; Bowman, C. N. Chem. Mater. 2014, 26, 724-744.
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