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研究生:許仲偉
研究生(外文):Cheng Wei Hsi
論文名稱:多重烯環化反應在螺旋槳形化合物上的合成應用與探討
論文名稱(外文):Polyene Cyclization in the synthisis of propellane
指導教授:劉行讓
指導教授(外文):Hsing Jang Liu
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:化學系
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:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:110
中文關鍵詞:多重烯環化反應螺旋槳形
外文關鍵詞:polyene cyclationpropellanes
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中文摘要
本論文報導的是對於 [4.4.4] 螺旋槳形化合物的骨架建立的合成研究,合成設計之關鍵步驟在於利用兩次多重烯環化反應以建立兩個六環的骨架。
如 Scheme 17 與Scheme 18 所示,首先我們利用malononitrile當起始物,利用DBU當鹼,兩次的烷基化反應將4-溴-1-丁基引進,得化合物 66,接者我們利用鋰化將氰基以甲基乙烯基酮同等物 ( MVK equivalent ) 取代,進行還原烷基化反應得到化合物 73,之後將另一個氰基用DIBAL-H進行還原反應,再經由水解得到醛基化合物 74,然後在酸性條件將保護基去除,得一醛酮化合物 69。接著進行醛酮縮合反應,得一個,-不飽合酮基化合物 51,此為第一次用malononitrile合成4位雙取代的六環酮。化合物 51 經甲氧羰基反應 ( carbomethylation ) 得一酯基酮化合物 75,接著DDQ進行氧化反應引進另一雙鍵,得化合物 76,此後在碘化鋅的催化下進行多重烯環化反應,得化合物 79。在此我們已經建立了順式十氫 ( cis-decalin ),只要再將雙鍵引進,便能測試我們所要的 [4.4.4] 螺旋槳形化合物的骨架的合成。我們亦利用極相似的方式合成了化合物 88,期望能夠進行多重烯環化,得一個架橋的化合物的骨架,但實驗結果與我們預期的不同,在氯化鋅的催化下,經由苯環化產生了化合物 96,其主要的反應過程為 [3,3]-sigmatropic重排反應。這些研究的結果將詳細的列於本論文中。

Abstract
This thesis describes an investigation into the use of the cross conjugated -keto ester system as a promoter in an intramolecular polyene cyclization reaction for the construction of [4.4.4] propellanes. The polyene cyclization precursor 76 was readily synthesized starting from malononitrile. As such, two-fold alkylation of malononitrile yielded dinitrile 66 which was subsequently reductively alkylated, using a procedure developed in our laboratories, to give acetal 73. Enone 51 was then achieved from acetal 73 via a reaction sequence of reduction (7374), hydrolysis (7469), and aldol condensation (6951). Carbomethoxylation of enone 51 was followed by a dehydrogenation reaction to give cross conjugated -keto ester 76. In the presence of zinc iodide, enone 76 was found to undergo a facile intramolecular polyene cyclization reaction to afford bicyclic iodide 79, an advance intermediate in our investigations, in a highly regio- and stereoselective manner. In an analogous fashion to the above-mentioned synthetic sequence, dienone 88 was also synthesized. Upon exposure to zinc chloride, however, phenol 96 was the only isolated product, apparently due to a [3,3]-sigmatropic rearrangement process. The details leading to the above described results are discussed in this thesis.

目錄
中文摘要………………………………..……………….……………………Ⅰ
英文摘要……………………………………….……………………..………Ⅲ
謝誌………………………………………….……………………….…….…Ⅴ
縮寫對照表…………………………………..………….……………………Ⅵ
目錄……………………………………….………………………….………Ⅷ
Tables 目錄…………………………..……………..………………………Ⅸ
Figues 目錄…………………………………………………………………Ⅸ
Scheme 目錄…………………………………………………………………Ⅹ
頁碼
第一章 緒論………………………………………………………………01
第二章 結果與討論………………………………………………………10
第三章 結論………………………………………………………………34
第四章 實驗部份…………………………………………………………35
4.1 一般實驗方法……...……………………………………………35
4.2 實驗步驟及光譜資料…...………………………………………..37
4.2.1 化合物 66 的合成..………………………………………..37
4.2.2 化合物 67 的合成..………………………………………..37
4.2.3 化合物 68 的合成..………………………………………..38
4.2.4 化合物 73 的合成..………………………………………..39
4.2.5 化合物 74 的合成..………………………………………..40
4.2.6 化合物 69 的合成..………………………………………..41
4.2.7 化合物 51 的合成..………………………………………..41
4.2.8 化合物 75 的合成..………………………………………..42
4.2.9 化合物 76 的合成..………………………………………..43
4.2.10 化合物 79 的合成..………………………………………..44
4.2.11 化合物 81 的合成..………………………………………..45
4.2.12 化合物 83 的合成..………………………………………..46
4.2.13 化合物 84 的合成..………………………………………..46
4.2.14 化合物 85 的合成..………………………………………..47
4.2.15 化合物 86 的合成..………………………………………..48
4.2.16 化合物 87 的合成..………………………………………..49
4.3.1 化合物 89 的合成..………………………………………..49
4.3.2 化合物 90 的合成..………………………………………..50
4.3.3 化合物 91 的合成..………………………………………..51
4.3.4 化合物 92 的合成..………………………………………..52
4.3.5 化合物 93 的合成..………………………………………..52
4.3.6 化合物 94 的合成..………………………………………..53
4.3.7 化合物 95 的合成..………………………………………..54
4.3.8 化合物 88 的合成..………………………………………..55
4.3.9 化合物 96 的合成..………………………………………..56
第五章 參考文獻…………………………………………………………57
附錄…………………………………………………………………………60
Tables 目錄
頁碼
Table 1. 化合物 81 的氫譜資料……………….…….……….…………22
Figues 目錄
頁碼
Figure 1. 螺旋槳形骨架通式.…………………………….………..……….04
Figure 2. Modhephane 結構………………………...…….………………..06
Figure 3. 化合物 81 的 COSY 資料…………………….……….………23
Figure 4. 化合物 81 的 HETCOR 資料………….………………………24
Figure 5. 化合物 81 之NOE 資料……………….……………….………25
Figure 6. 化合物 87 ……………………………….…………….…………28
Figure 7. 化合物 96 的NOE資料……………….…..……………………32
Scheme 目錄
頁碼
Scheme 1 多重烯環化反應可能形成的異構物……………….……………01
Scheme 2 多重烯環化反應在類固醇或類似的骨架上的應用…………….02
Scheme 3 多重烯環化反應在 (±)-Tricyclohexaprenol 的應用 …….……02
Scheme 4 多重烯環化反應在14-Dexoyisoamiliol的應用…………...……03
Scheme 5 化合物 (12) 的多重烯環化反應與其應用…….……….………04
Scheme 6 [1.1.1] propellane 的合成………….……………………………05
Scheme 7 [2.2.2] propellane 的合成………….……………………...…… 06
Scheme 8 Modhephane 的合成…………………………………………… 07
Scheme 9 [4.4.4] propellane 的合成………………………………….……08
Scheme 10 [4.4.4] propellane 的合成…………...…………………………08
Scheme 11 化合物 55 的合成策略…………………………………………09
Scheme 12 化合物 51 的合成方法…………………………………………10
Scheme 13 化合物 56 的烷基化反應………………………………………11
Scheme 14 化合物 64 的合成方式…………………………………………12
Scheme 15 化合物 64 的合成方式…………………………………………12
Scheme 16 化合物 68 的Micheal 加成反應………………………………14
Scheme 17 化合物 66 的還原烷基化反應…………………………………15
Scheme 18 化合物 71 的還原………………………………………………16
Scheme 19 化合物 51 的合成方式…………………………………………17
Scheme 20 化合物 76 的合成方式…………………………………………18
Scheme 21 使用氯化鋅進行多重烯環化……………………………………19
Scheme 22 化合物 78 可能之結構與反應機構……………………………20
Scheme 23 化合物76的多重烯環化………………………….…………… 21
Scheme 24 化合物 79 酯化反應……………………………………………21
Scheme 25 化合物 79的溴化反應………………………………….………26
Scheme 26 化合物 86 與 87 的合成途徑…………………………………26
Scheme 27 化合物 65 的單取代烷基化反應………………………………28
Scheme 28 化合物 88 的合成流程…………………………………………29
Scheme 29 化合物 88 的反應………………………………………………31
Scheme 30 化合物 96 的反應機構…………………………………………33
Scheme 31 化合物 99 的合成方式 ..…..……………………..……………33
Scheme 31 γ位置的雙取代基,-不飽和酮基的合成…………….………34

第五章 參考資料
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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