臺灣博碩士論文加值系統

第一部分：本實驗室之前合成醯醇類分子是經由三個步驟1，首先進行witig反應形成phenylmethylene alkene，phenylmethylene alkene再與OsO4及T.M.O.氧化形成雙醇化合物，之後將二級醇氧化形成醯醇類分子。經由三步驟的合成的總產率不佳。因此本實驗想利用1,3-dithiane為試劑進行一鍋化合成反應。因此，於一鍋化合成反應下，首先利用正丁基鋰及2-phenyl-1,3-dithiane於低溫下反應，再將茚酮類分子加入，形成中間體1,3-dithiane衍生物，然後使用NBS-AgNO3試劑將dithiane水解獲得各種1-acyl-1-indanols。因此，我們其實驗方法使用於其他酮類分子，且成功得到目標產物。此製備1-acyl-1-indanols較實驗室之前實驗路徑簡略且我們成功利用一鍋化反應經由中間體1,3-dithiane衍生物轉換形成不同的醯醇類化合物。

第二部分：不對稱Michael加成反應及Friedel-Crafts烷基化反應是碳-碳形成最有影響力的反應，且其研究為有機化學發展中的重要角色。於本實驗是研究中，以樟腦及L-proline為起始物合成新型的pyrrolidine衍生物194為催化劑。以不同取代基醛類和硝基烯烃類為起始物進行不對稱Michael加成反應，測試是否有良好的產率與立體選擇性。亦將催化劑194運用於不對稱Friedel-Crafts烷基化反應，以indole和硝基苯乙烯為起始物，測試是否有良好的產率與立體選擇性。
雖然不對稱Michael加成反應及 Friedel-Crafts烷基化反應沒有較好的產率及良好的立體選擇性，本實驗室希望催化劑194未來可以運用於不同的催化反應。

Ⅰ、In our laboratory, we had synthesized of 1-acyl-1-indanols via three steps1, before. First, a wittig reaction of indanone molecules with benzyltriphenyl-phosphoniumchloride, in the presence of butyl lithium, furnished phenylmethyl alkene. Then, dihydroxylation of phenylmethyl alkene with Osmium tetraoxide and T.M.O. reaction gave a diol compound, in which the secondary group was further oxidized to carbonyl. Poor overall yield via three steps. Therefore, we use 1,3-dithiane as areagent for one-pot synthesis. Thus, in a one-pot synthesis reaction. First, at low temperature of n-BuLi and 2-phenyl-1,3-dithiane, and added the indanone molecular form intermediate 1,3-dithiane derivative, and then hydrolysis by NBS-AgNO3 form 1-acyl-1-indanols.
Therefore, this method use in other ketone molecules, and we successfully to the the target compounds. This method is simple more than before, and we successful use of one-pot synthesis reaction via intermediate 1,3-dithiane derivatives converted form acyl alcohol derivatives.
Ⅱ、The Michael addition reaction and Friedel-Crafts are generally regarded as one of the most efficient carbon-carbon bond forming reactions, and studies concerning this reaction have play an important role in the development of organic chemistry.
In this study, a new class of pyrrolidine derivative 194 prepared from camphor and L-proline. The direct Michael addition reaction of variety aldehyde to nitrostyrene, and using nitrostyrene as substrates to achieve asymmetric Friedel-Crafts alkylation of indole has been paid considerable attention. Although they can’t get good result in Michael addition reaction and Friedel-Crafts reaction, we hope the organocatalyst 194 can catalyze other reactions with high chemical tield and diastereo- and enantioselectivity in the future.

摘要 I
Abstract III
目錄 V
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章 以酮類分子為起始物進行一鍋化合成醯醇類分子之研究 1
1-1 緒論 1
1-1-1 文獻回顧 3
1-1-2 研究動機 17
1-2 結果與討論 18
1-2-1 製備Acyl alcohol衍生物 18
1-2-2 製備1-Acyl-1-indanol衍生物 (127a-j) 18
1-2-3製備1-Acyl-1-acetophenol衍生物 (131a-k) 21
1-3 結論 24
本實驗所使用之藥品及儀器 25
實驗步驟及化合物光譜數據 26
參考文獻 47
附錄一 1H NMR 光譜 48
附錄二 13C NMR 光譜 60
第二章以掌性甲基[ 3.2.1 ]雙環胺醇化合物為有機催化劑進行不對稱加成反應 72
2-1 鏡像異構物的介紹 72
2-1-2 鏡像異構物取得 74
2-1-3 有機催化形式之分類 75
2-2 文獻回顧 76
2-2-1 供價催化 76
2-2-2 非共價催化 81
2-3 研究動機 85
2-4 結果與討論 86
2-4-1 methyl[3.2.1]bicyclic amino alcohol (194) 之合成 86
2-4-2 溶劑效應 93
2-4-3 添加劑效應 94
2-4-4 催化劑當量數效應 95
2-4-5 取代基效應 96
2-5 有機催化劑應用於不對稱Friedel-Crafts烷基化反應之探討 97
2-5-1 溶劑效應 97
2-5-2 添加劑效應 98
2-5-3 催化劑當量數效應 99
2-6 結論 100
實驗所使用之藥品及儀器 101
實驗步驟及化合物光譜數據 102
參考文獻 124
附錄一 1H NMR 光譜 126
附錄二 13C NMR 光譜 149
圖目錄
圖 一、 具雙環結構的天然物。 2
圖 二、 羰基化合物11之合成。 3
圖 三、 Homoprogesterone化合物之合成路徑。 4
圖 四、環化化合物26經由1,3-propanedithiol 21反應獲得及推測反應機構。 5
圖 五、經由1,3-dithianylmethanol 28合成glycopeptides 34之結構。 6
圖 六、利用2-phenyl-1,3-dithiane 37與醛類36a-36e反應形成benzoins 39a-39e。 7
圖 七、 1,3-propanedithiol 的線型聚合物41與醛類42進行反應，水解得到酮類46。 8
圖 八、經由兩次N-chlorosuccinimide反應得到1,2-diketone之反應機構。 13
圖 九、 新的聚合物試劑89與苯甲醛90和正溴己烷進行反應獲得中間體93，再水解獲得酮類分子94。 14
圖 十、 dithiane衍生物95-97經由電化學方法得到化合物98-100。 15
圖 十一、 雙硫醇聚合物與醛類、酮類、enone和環氧化合物進行反應，形成α-或β-hydroxyketone衍生物。 16
圖 十二、 具有光學活性化合物。 73
圖 十三、 有機催化形式之分類。 75
圖 十四、 L-Proline 140催化Aldol不對稱反應及其推測反應機構。 76
圖 十五、 L-Proline為催化劑140進行不對稱Michael反應。 77
圖 十六、 使用(S)-2-(morpholinonemethyl)-pyrrolidine 153為催化劑進行Michael加成反應。 78
圖 十七、 以(S)-(+)-1-1(2-pyrrolidnylmethyl)pyrrolidine 157為催化劑進行不對稱Michael反應。 78
圖 十八、 使用peptide 161-164為催化劑，進行Michael加成反應。 79
圖 十九、 Wennemers教授14推測造成鏡像異構物之反應機構。 80
圖 二十、 使用Tridentate Bis(oxazoline)-Zn(Ⅱ)錯合物進行不對稱Friedel-Crafts烷基化反應及推測反應機構。 81
圖 二十一、 使用催化劑182a進行不對稱加成反應及所合成的催化劑。 82
圖 二十二、 使用ligand 192和Cu(OTf)2形成錯合物17進行不對稱Friedel-Crafts烷基化反應。 83
圖 二十三、 Wan教授推測不對稱Friedel-Crafts烷基化反應之反應機構。 84
圖 二十四、 methyl[3.2.1]bicyclic amino alcohol 194。 85
圖 二十五、 相轉移試劑之氧化反應機制。 88

表目錄
Table 1. 各種1-Acyl-1-Indanols衍生物的製備 19
Table 2. 各種1-Acyl-1-acetophenols衍生物的製備 22
Table 3. 不對稱Michael加成反應之溶劑效應 93
Table 4. 不對稱Michael加成反應之添加劑效應 94
Table 5. 不對稱Michael加成反應之催化劑當量數效應 95
Table 6. 不同取代基醛類和不同β-硝基苯乙烯進行不對稱Michael加成反應 96
Table 7. 不對稱Friedel-Crafts烷基化反應之溶劑效應 97
Table 8. 不對稱Friedel-Crafts烷基化反應之添加劑效應 98
Table 9. 不對稱Friedel-Crafts烷基化反應之當量數效應 99

第一部分:
1.Yang, T.-F.; Wang, K.-Y.; Li, H.-W.; Tseng, Y.-C.; Lien, T.-C. Tetrahedron Lett. 2012, 53, 585.
2.國立暨南國際大學應用化學所，100年王冠喻碩士論文。
3.Corey, E. J.,; Erickson, B. W. J. Org. Chem. 1971, 36, 3553.
4.Jones, J. B.; Grayshan, R. Canadian Journal of Chemistry 1972, 50, 1414.
5.HO, T.-L.; Hill, R. J.; Wong, C.-M. Heterocycles 1988 27, 1719.
6.Kunz, H.; Waldmann, H. J. Org. Chem. 1988 53, 4172.
7.Stowell, M. H. B.; Rock, R. S.; Rees, D. C.; Chan, S. I.; Noyes, A. A.; Carl, F.; Braun, W. H. Tetrahedron Lett. 1996, 37, 307.
8.Bertini,V.; Lucchesini, F.; Pocci, M.; Munno, A. D. Tetrahedron Lett. 1998, 39, 9263.
9.Lee, H.-B.; Balasubramanian, S. J. Org. Chem., 1999, 64, 3454.
10.Ranu, B. C.; Jana, U. J. Org. Chem. 1999, 64, 6380.
11.Bertini,V.; Lucchesini, F.; Pocci, M.; Munno, A. D. J. Org. Chem., 2000, 65, 4839.
12.Barnhurst, L. A.; Wan, Y.; Kutateladze, A. G. Org. Lett., 2000, 2, 799.
13.Bertini,V.; Lucchesini, F.; Pocci, M.; Alfei, S.; Idini, B. Synlet, 2008, 8, 1141.

第二部分:
1.Van’t Hoff, J. H. Soc. Chim. France 1875, 23, 295.
2.Seyden-Penne, J. Chiral Auxiliaries and Ligands in Asymmetric Synthesis. New York John, Wiley & Sons Inc., 1995.
3.Stinson, S. C. Chem. Eng. News 1992, 70, 46.
4.Helmchen, G.; Hoffmann, R. W.; Mulzer, J.; Schaumann, E. Houben-Weyl Methods in Organic Chemistry:Stereoselective Synthesis (Methods of Organic Chemistry), Georg Thieme Verlag, 1995.
5.Morrison, J. D. Asymmetric Synthesis Vol. 1-5, Academic, New York, 1983.
6.Knowles, W. S.; Sabacky, M. J. Chem. Commun. 1968, 1445.
7.Noyori, R. Science 1990, 248, 1194.
8.Gao, Y.; Hanson, R. M.; Klunder, J. M.; Ko, S. Y.; Masamune, H.; Sharpless, K. B. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 5765.
9.國立臺灣師範大學，98年鄧博文碩士論文。
10.List, B.; Lerner, R. A..; Barbas, C. F. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2395.
11.Hanessian, S.; Pham, V. Org. Lett. 2000, 2, 2975.
12.Betancort, J. M.; Barbas, C. F. Org. Lett. 2001, 3, 3737.
13.Mase, N.; Thayumanavan, R.; Tanaka, F.; Barbas, C. F. Org. Lett. 2004, 6, 2527.
14.Wiesner, M.; Revell, J. D.; Wennemers, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 1871.
15.Lu, S.-F.; Du, D.-M.; Xu, J. Org. Lett. 2006, 8, 2115.
16.Ganesh, M.; Seidel, D. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16464.
17.Wu, J.; Li, X.-C.; Wu, F.; Wan, B. Org. Lett. 2011, 13, 4834.
18.Yang, T.-F.; Chao, H.-H.; Lu, Y.-H.; Tsai, C.-J. Tetrahedron 2003, 59, 8827.
19.Wittig, G.; Geissler, G. Justus Liebigs Ann. Chem. 1953, 580, 44.
20.Cha, J. K.; Christ, W. J.; Kishi, Y. Tetrahedron 1984, 40, 2247.
21.Cha, J. K.; Christ, W. J.; Kishi, Y. Tetrahedron 1983, 24, 3943.
22.Yang, T.-F.; Shen, C.-H.; Hsu, C.-T.; Chen, L.-H.; Chuang, C.-H. Tetrahedron 2010, 66, 8734.
23.Anelli, P. L.; Montanari, F.; Quici, S. J. Org. Chem. 1987, 52, 2559.
24.Sraub, T. S. J. Chem. Edu. 1991, 68, 1049.
25.Ramstrom, O.; Angelin, M.; Hermansson, M.; Hai, D. Eur. J. Org. Chem. 2006, 8, 4323.
26.Wagger, J.; Groselj, U.; Meden, A.; Svete, J.; Stanovnik, B. Tetrahedron 2008, 64, 2801.
27.Karle, I. L.; Ranganathan, D.; Kumar, M. G.; Nagaraj, R. Biopolymers 2007, 89, 471.
28.Reddy, R. J.; Kuan, H.-H.; Chou, T.-Y.; Chen, K.-M. Chem. Eur. J. 2009, 15, 9294.