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研究生:吳昀靜
研究生(外文):Wu, Yun-Ching
論文名稱:銅及鐵離子之催化環化反應於喹啉衍生物之合成研究
論文名稱(外文):Copper and Iron-Catalyzed Annulation Reactions for the Synthesis of Quinoline Derivatives
指導教授:鄭建鴻鄭建鴻引用關係
指導教授(外文):Cheng, Chien-Hong
口試委員:汪炳鈞謝仁傑
口試委員(外文):Uang, Biing-JiunHsieh, Jen-Chieh
口試日期:2017-07-18
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
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:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:165
中文關鍵詞:環化反應喹啉
外文關鍵詞:CopperIronAnnulation ReactionsQuinoline
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喹啉衍生物在大自然中廣泛存在,因其具有良好的生物活性,在合成藥物領域之應用十分廣泛,如何有效率地合成喹啉衍生物遂成為一項值得研究的課題。本實驗室著重於使用過渡金屬合成之策略,隨著近年來環保意識的抬頭,且以降低合成成本為目標,本篇研究選用第一週期之過渡金屬:銅化合物及鐵化合物作為反應試劑,進行喹啉衍生物之合成研究。
第一章節提供一系列銅金屬化合物誘導之簡便合成方法,以胺類、聚甲醛及炔類化合物作為起始物,在硝基甲烷溶液中加入銅金屬化合物,發生分子間環化反應,可得到具有不同官能基之喹啉衍生物。
第二章節闡述鐵金屬化合物催化亞胺類化合物與1,4-環氧基萘起始物,在乙醇溶液中發生分子間環化反應,再經由脫去反應後得到喹啉產物;更延伸此方法至生成噌啉鹽類衍生物。
Quinoline derivatives are abundant in nature. Quinoline scaffold plays an important role in drug development as their derivatives have shown excellent biological activities. As a result, many scientists try hard to develop a more efficient way to synthesize quinoline derivatives. In this thesis, we selected copper and iron catalysts because of their plentiful resources and cheaper prices. Two methods about quinoline synthesis are demonstrated here.
Chapter 1 shows an approach toward the synthesis of quinolines via copper (II) promoted amines, formaldehyde, and internal alkynes for the intermolecular cycloaddition reaction.
Chapter 2 gives a special method of synthesis quinolines via iron (III) catalyzed intermolecular cycloaddition and elimination reaction from imines and 1,4-epoxynaphthalene. Finally, this method was successfully applied to synthesize cinnolinium salts.
摘要 I
Abstract III
目錄 V
簡稱對照表 VIII
圖目錄 X
表目錄 X
式目錄 XI
壹、銅金屬化合物誘導分子間環化反應於合成喹啉衍生物 1
1.1、緒論 1
1.1.1、合成喹啉衍生物之相關文獻 2
1.1.2、本實驗室以過渡金屬催化合成喹啉衍生物之研究 8
1.2、研究動機 9
1.3、實驗結果與討論 10
1.3.1、利用銅金屬化合物對苯胺、苯甲醛與二苯乙炔進行反應 10
1.3.2、聚甲醛當量數條件測試之探討 10
1.3.3、反應溶劑條件測試之探討 11
1.3.4、金屬試劑條件測試之探討 12
1.3.5、添加氧化劑條件測試之探討 14
1.3.6、反應溫度及時間測試之探討 15
1.3.7、不同取代基之胺類對反應結果之影響 16
1.3.8、不同取代基之炔類對反應結果之影響 18
1.4、反應機構之探討 21
1.5、結論 22
1.6、實驗部分 23
1.6.1、儀器 23
1.6.2、藥品 24
1.6.3、合成對稱炔類起始物之實驗步驟 24
1.6.4、合成喹啉衍生物之實驗步驟 25
1.6.5、光譜資料 25
1.7、參考文獻 37
貮、鐵金屬化合物催化分子間環化反應於合成喹啉衍生物 39
2.1、緒論 39
2.2、研究動機 43
2.3、實驗結果與討論 44
2.3.1、利用鐵金屬化合物對亞胺化合物與1,4-環氧基萘進行反應 44
2.3.2、反應溶劑條件測試之探討 44
2.3.3、鐵催化劑條件測試之探討 45
2.3.4、亞胺起始物比例及溫度條件之測試 46
2.3.5、反應條件之測試 47
2.3.6、不同路易士酸催化劑條件之測試 48
2.3.7、不同取代基之亞胺類對反應結果之影響 49
2.3.8、不同之雙鍵來源對反應結果之影響 54
2.4、反應機構之探討 56
2.5、延伸應用與發展 59
2.6、結論 63
2.7、實驗部份 64
2.7.1、儀器 64
2.7.2、藥品 65
2.7.3、合成亞胺類起始物之實驗步驟 65
2.7.4、合成脂肪烴之亞胺化合物 66
2.7.5、合成1,4-環氧基萘起始物之實驗步驟 66
2.7.6、合成喹啉衍生物之實驗步驟 67
2.7.7、合成對稱偶氮類起始物之實驗步驟 67
2.7.8、合成不對稱偶氮類起始物之實驗步驟 68
2.7.9、合成噌啉鹽類產物之實驗步驟 68
2.7.10、光譜資料 69
2.8、參考資料 86
附錄一、第一章之X-ray晶體數據與1H及13C NMR光譜圖 87
附錄二、第二章之X-ray晶體數據與1H及13C NMR光譜圖 115
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