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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張嘉豪
研究生(外文):Chia-Hao Chang
論文名稱:以不對稱有機催化進行夫里德耳-夸夫特烷基化反應:利用多電子酚類與烷基亞甲基假吲哚合成具掌性的吲哚衍生物
論文名稱(外文):Organocatalytic Asymmetric Friedel-Crafts Alkylation through Electron-rich Phenols with Alkylideneindolenines: The Synthesis of Chiral Indole Derivatives
指導教授:韓政良
指導教授(外文):Jeng-Liang Han
學位類別:博士
校院名稱:中原大學
系所名稱:化學研究所
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:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:277
中文關鍵詞:有機催化夫里德耳-夸夫特反應金雞納生物鹼吲哚
外文關鍵詞:organocatalysisFriedel-Crafts reactioncinchona alkaloidindole
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本文主要研究以不對稱有機催化進行夫里德耳-夸夫特烷基化反應(organocatalytic asymmetric Friedel-Crafts alkylation reaction),透過各種吲哚衍生物在鹼性條件下生成所需中間體:烷基亞甲基假吲哚(alkylideneindolenine),在(硫)脲取代的金雞納生物鹼雙功能有機催化劑 ((thio)urea- based cinchona alkaloid bifunctional organocatalyst)雙重活化引導下,使富含電子(electron-rich)的酚類,建構具有選擇性的三級碳、四級碳立體中心,同時得到具掌性的吲哚衍生物,並且在通用性測試上最高達到鏡像超越值97%與產率99%。
Abstract
Our purpose is to develop the organocatalytic asymmetric Friedel-Crafts alkylation reaction of electron-rich phenols to alkylideneindolenines generated in situ from arenesulfonylalkylindoles. These reactions were catalyzed by (thio)urea- based cinchona alkaloid bifunctional organocatalysts, producing chiral indole derivatives in yields (up to 99%) and enantioselectivites (up to 97%).
目次

摘要 I
Abstract II
目次 III
圖目錄 IX
表目錄 XI
縮寫對照表 XIII
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.1-1簡介掌性化合物 1
1.1-2實現不對稱合成的方法 2
1.2不對稱催化反應 3
1.2-1第一類(生物催化):利用酵素 3
1.2-2第二類(有機金屬催化):利用金屬催化劑 5
1.2-3第三類(有機催化):利用有機催化劑 7
1.3 雙功能有機催化劑 11
1.3.1 掌性磷酸催化劑 11
1.3-2 掌性雙功能(硫)脲催化劑 12
1.3-3 金雞納鹼硫脲催化劑 14
1.3-4 金雞納鹼-硫脲催化劑的六個特性 17
1.4 以不對稱有機催化合成吲哚生物鹼 20
1.5 以有機催化進行夫里德耳-夸夫特烷基化反應 23
1.6 利用水相進行不對稱有機催化反應 27
第二章 催化劑製備 33
2.1合成金雞納鹼雙功能催化劑 33
第三章 研究題目(一) 35
以芝麻酚與吲哚衍生物進行不對稱夫里德耳-夸夫特反應 35
3.1前言 35
3.2文獻回顧 35
3.3研究動機 40
3.4製備反應前驅物 41
3.5反應條件最佳化 42
3.5-1實驗方法 42
3.5-2溶劑篩選 43
3.5-3催化劑篩選 44
3.5-4鹼篩選 46
3.5-5溫度篩選 47
3.5-6芝麻酚加料方式篩選 48
3.5-7合成相反鏡像異構物產物 49
3.5-8最佳反應條件 50
3.6通用性測試 51
3.7絕對組態判定 54
3.8推測催化劑作用機制 55
3.9結論 56
第四章 研究題目(二) 57
以水相的有機催化反應合成掌性3,3-雙取代吲哚酮 57
4.1前言 57
4.2文獻回顧 59
4.3研究動機 64
4.4製備起始物 66
4.5反應條件最佳化 68
4.5-1實驗方法 68
4.5-2篩選催化劑 71
4.5-3篩選有機溶劑 74
4.5-4篩選反應濃度 75
4.5-5嘗試降溫 77
4.5-6最佳反應條件 78
4.6通用性測試 79
4.7推測可能反應機制(液液兩相) 82
4.8絕對組態判定 84
4.9控制組實驗 85
4.9-1控制組實驗1(必須是液液兩相) 85
4.9-2控制組實驗2(背景反應速率探討) 88
4.9-3控制組實驗3(加入水為共溶劑能促進反應) 91
4.10結論 93
第五章 研究題目(三) 94
依溶劑種類使3,3-雙取代吲哚酮的立體中心翻轉 94
5.1前言 94
5.2文獻回顧 95
5.3研究動機 98
5.4製備起始物 99
5.5反應條件最佳化 101
5.5-1測試溶劑效應於水相反應 101
5.5-2測試溶劑效應於純有機相反應 103
5.5-3篩選催化劑 105
5.5-4篩選催化劑之催化量 106
5.5-5降低鹼當量數 107
5.5-6改變限量試劑 108
5.5-7改變反應濃度 109
5.5-8最佳反應條件 110
5.6通用性測試 111
5.7探討反應濃度的影響 114
5.8理論計算結果 116
5.9推測可能反應機制 122
5.9-1催化機制(甲苯) 122
5.9-2催化機制(二氯乙烷) 123
5.10結論 124
第六章 實驗步驟與光譜數據 125
6.1 製備金雞納生物鹼(硫)脲催化劑 125
6.2合成非掌性三級胺奎寧催化劑 127
6.3 研究題目(1)化合物 129
一般實驗方法 132
光譜數據 133
6.4 研究題目(2)化合物 145
一般實驗方法 148
光譜數據 149
第七章 參考文獻 165
第八章 附錄與光譜 170


圖目錄
【圖一】薴烯與沙利多邁 1
【圖二】掌性磷酸催化劑 11
【圖三】掌性雙功能(硫)脲催化劑 12
【圖四】金雞納鹼-硫脲催化劑的六個特性 19
【圖五】代表性的吲哚生物鹼 20
【圖六】本論文所使用的金雞納鹼雙功能催化劑 34
【圖七】3.7絕對組態判定 54
【圖八】3.8推測催化劑作用機制 55
【圖九】具有3,3-雙取代吲哚酮骨架的天然物 57
【圖十】具生物活性的3, 3-雙取代吲哚酮 58
【圖十一】4.5-4篩選反應濃度 76
【圖十二】4.7推測可能反應機制(液液兩相) 82
【圖十三】4.8絕對組態判定 84
【圖十四】利用油酸以及氫氧化鈉製備所需水溶液 86
【圖十五】4.9-1控制組實驗1(必須是液液兩相) 87
【圖十六】4.9-2控制組實驗2(背景反應速率探討) 90
【圖十七】5.7測試溶劑濃度對鏡像超越值的影響 115
【圖十八】5.7測試溶劑濃度對反應時間的影響 115
【圖十九】5.8理論計算結果 117
【圖二十】5.9-1催化機制(甲苯) 122
【圖二十一】5.9-2催化機制(二氯乙烷) 123






表目錄
【表一】水相溶劑加速反應的例子-2 29
【表二】水相控制組實驗 31
【表三】3.5-2溶劑篩選 43
【表四】3.5-3催化劑篩選 44
【表五】3.5-4鹼篩選 46
【表六】3.5-5溫度篩選 47
【表七】3.5-6芝麻酚加料方式篩選 48
【表八】3.5-7合成相反鏡像異構物產物 49
【表九】3.6通用性測試 52
【表十】4.5-1實驗方法 69
【表十一】4.5-2篩選催化劑 71
【表十二】4.5-3測試背景反應 72
【表十三】4.5-4篩選鹼 73
【表十四】4.5-3篩選有機溶劑 74
【表十五】4.5-4篩選反應濃度 75
【表十六】4.5-5嘗試降溫 77
【表十七】4.6通用性測試 80
【表十八】4.9-1控制組實驗1(必須是液液兩相) 85
【表十九】4.9-3控制組實驗3(加入水為共溶劑能促進反應) 91
【表二十】5.5-1測試溶劑效應於水相反應 101
【表二十一】5.5-2測試溶劑效應於純有機相反應 103
【表二十二】5.5-3篩選催化劑 105
【表二十三】5.5-4篩選催化劑之催化量 106
【表二十四】5.5-5降低鹼當量數 107
【表二十五】5.5-6改變限量試劑 108
【表二十六】5.5-7改變反應濃度 109
【表二十七】5.5-8最佳反應條件 110
【表二十八】5.6通用性測試 112
【表二十九】5.6親核性試劑測試 112
【表三十】5.7探討反應濃度的影響 114
第七章 參考文獻
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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