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研究生: 廖鎮垣
Liao, Zhen-Yuan
論文名稱: 壹、區位選擇性合成 2-胺基-3-芳香基喹唑啉-4-酮及 2-芳香胺基喹唑啉-4-酮及其生物活性評估 / 貳、碘化亞銅催化經由腈胺的氮-腈鍵的裂解進行苯乙炔分子內胺化及腈化反應 / 參、氰化鈉活化 1,3-二甲基尿嘧啶進行五、六號位氫氘交換反應
Regioselective Synthesis and Biological Evaluation of N-Substituted 2-Aminoquinazolin-4-ones / CuI-catalyzed Intramolecular Aminocyanation of Terminal Alkynes by N-Tosyl-N-Phenylcyanamide Derivatives / Sodium Cyanide Activated Hydrogen-Deuterium Exchange Reaction at 5,6 Position of 1,3-Dimethyluracil
指導教授: 簡敦誠
Chien, Tun-Cheng
學位類別: 博士
Doctor
系所名稱: 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 271
中文關鍵詞: 腈胺氫-氘交換銅-乙炔Dimroth 重排反應喹唑啉-4-酮Sonogashira偶合反應
英文關鍵詞: cyanamide, Hydrogen-Deuterium Exchange, Cu-acetylide, Dimroth rearrangement, quinazolin-4-one, Sonogashira coupling
DOI URL: http://doi.org/10.6345/DIS.NTNU.DC.065.2018.B05
論文種類: 學術論文
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  • 第一章、區位選擇性合成 2-胺基-3-芳香基喹唑啉-4-酮及 2-芳香胺基喹唑啉-4-酮及其生物活性評估
    利用不同取代基的芳香基腈胺 (arylcyanamide),與 2-胺基苯甲酸甲酯 (methyl 2-aminobenzoate) 在添加劑對甲苯磺酸 (p-TsOH) 與溶劑第三丁醇加熱迴流,得到主產物為 3-芳香基-2-胺基喹唑啉-4-酮 (3-aryl-2-aminoquinazolin-4-one) 及少量區位異構物 (regioisomer) 2-芳香胺基喹唑啉-4-酮 (2-(arylamino)quinazolin-4-one)。另外,一鍋化反應使用不同取代基的芳香基腈胺與 2-胺基苯甲酸甲酯於添加劑三甲基氯矽烷 (TMSCl) 和溶劑第三丁醇下加熱 60 度反應,先得到較高的區位異構混合物總產率,接著將混合物直接加入 2N 氫氧化鈉溶液 (水:乙醇 = 1 : 1) 進行加熱迴流,在鹼性情況下使混合物中的 3-芳香基-2-胺基喹唑啉-4-酮進行 Dimroth 重排反應,將 3-芳香基-2-氨基喹唑啉-4-酮 (3-aryl-2-aminoquinazolin-4-one) 不可逆地轉變成 2-芳香胺基喹唑啉-4-酮 (2-(arylamino)quinazolin-4-one) 產物。在純化過程中,由於兩種異構物的極性相近且對於各種溶劑溶解度差,因此在管柱層析中純化效果非常有限,我們經由觀察發現異構物對於鹼性溶解度的不同,於萃取過程將 2-芳香胺基喹唑啉-4-酮溶進鹼性水溶液中達到分離兩種異構物的目的。

    第二章、碘化亞銅催化經由氮-腈鍵裂解的苯乙炔分子內胺化及腈化反應
    我們設計了在鄰位具有炔基取代的 N-苯基-N-甲苯磺醯基腈胺 (N-phenyl-N-tosylcyanamide) 衍生物,利用 2-鹵苯胺 (2-haloaniline) 作為起始物,先進行 Sonogashira 反應將 2 位修飾成炔基,與氰酸鈉 (sodium cyanate) 反應後會在胺基上加成,得到苯基尿素中間物。接著苯基尿素中間物與過量甲苯磺醯氯 (TsCl) 反應,反應過程中第一當量甲苯磺醯氯進行脫水反應形成苯基腈胺中間物,而第二當量甲苯磺醯氯直接加成至腈胺上,得到 N-(2-炔基苯基)-N-甲苯磺醯基腈胺。在催化劑量碘化亞銅與溶劑二噁烷的標準條件下,N-(2-乙炔基苯基)-N-甲苯磺醯基腈胺的末端炔基和催化劑一價銅形成銅乙炔鍵結 (Cu-acetylide),被活化的乙炔基 β 碳上 π 電子對鄰位的 N-甲苯磺醯基腈胺進行分子內的取代反應使腈-氮鍵斷裂得到腈基轉移的中間物,而鄰位脫去腈基的氮再與乙炔基 α 碳進行加成得到產物 3-腈基-1-甲苯磺醯基吲哚 (3-cyano-1-tosylindole)。此外,我們推論的反應機構中,金屬銅最後會停留在中間物吲哚二號位,利用烯丙基溴作為添加劑於標準條件下反應,並捕捉到具有銅的中間物得到2-烯丙基-3-腈基-1-甲苯磺醯基吲哚 (2-allyl-3-cyano-1-tosylindole) 以證明反應機構的推論。

    第三章、氰化鈉活化 1,3-二甲基尿嘧啶進行五、六號位氫氘交換反應
    利用氰化鈉作為氘化的促進劑與 1,3-二甲基尿嘧啶 (1,3-dimethyluracil) 在具有氘質子的溶劑下加熱反應,得到5,6-二氘-1,3-二甲基尿嘧啶 (5,6-dideutero-1,3-dimethyluracil)。測試了部分強鹼例如氫氧化鈉,也能成為氘化的促進劑。標準條件下測試 1,3-二甲基尿嘧啶衍生物如 1,3,5-三甲基尿嘧啶 (1,3,5-trimetyluracil)、1,3,6-三甲基尿嘧啶 (1,3,6-trimethyluracil)、1,3-二甲基-5-苯基尿嘧啶 (1,3-dimethyl-5-phenyluracil)、1,3-二甲基-6-苯基尿嘧啶 (1,3-dimethyl-6-phenyluracil)、尿苷 (uridine)、2'-去氧尿苷 (2’-deoxyuridine)、胞苷 (cytidine) 以及修飾保護基的尿苷等,均能在優化條件下進行嘧啶碳上的氫-氘交換反應。

    Chapter 1. Regioselective Synthesis and Biological Evaluation of N-Substituted 2-Aminoquinazolin-4-ones
    N-Arylcyanamides reacted with methyl 2-aminobenzoates in the presence of p-TsOH in t-BuOH under reflux temperature to afford 3-aryl-2-aminoquinazolin-4-ones as the major products with a limited amount of the regioisomer 2-(N-arylamino)quinazolin-4-ones. In contrast, the one pot reaction of the same starting reactants with TMSCl in t-BuOH at 60 oC produced higher yields of two regioisomers. When the isomers were heated in aqueous ethanolic sodium hydroxide under reflux temperature, 3-aryl-2-aminoquinazolin-4-ones in the mixture irreversibly underwent Dimroth rearrangement reaction under alkaline conditions to give exclusively the regioisomer 2-(N-arylamino)quinazolin-4-ones. Due to the similar polarity of the two regioisomers and their poor solubility in various solvents, the purification by column chromatography was limited. We observed that the isomers has different basic solubilities in aqueous basic solution, which allowed the separation of two isomers by dissolving the 2-(N-arylamino)quinazolin-4-ones in alkaline aqueous solution during the extraction process.

    Chapter 2. CuI-catalyzed Intramolecular Aminocyanation of Terminal Alkynes by N-Tosyl-N-Phenylcyanamide Derivatives
    N-(2-Ethynylphenyl)-N-tosylcyanamide derivatives were designed and tested for the intramolecular aminocyanation reaction. 2-Haloanilines underwent Sonogashira reaction to give 2-alkynylanilines followed by addition to sodium cyanate to give the N-(2-ethynylphenyl)urea intermediates. The urea intermediates reacted with an excess amount of tosyl chloride, of which the first equivalent of TsCl dehydrated the urea intermediates to give cyanamide intermediates, and the second equivalent TsCl was added directly to cyanamide to afford the N-tosylcyanamide adducts. Under the catalysis of CuI in the 1,4-dioxane, the reaction of N-(2-ethynylphenyl)-N-tosylcyanamides was initiated by the formation of Cu–acetylide to trigger N–CN bond cleavage of the N-sulfonylcyanamide moiety followed by CN migration to form a β-cyano Cu–vinylidene intermediate. Subsequently, the indole ring closure furnished the corresponding 1-sulfonyl-3-cyanoindoles. In addition, we utilized the allyl bromide to trap the hypothetical 3-cyano-2-indolyl-copper complex to give the 2-allyl-3-cyano-1-tosylindole to prove our supposed mechanism.

    Chapter 3. Sodium Cyanide Activated Hydrogen-Deuterium Exchange Reaction at 5,6 Position of 1,3-Dimethyluracil
    NaCN was found as a promotor of for the hydrogen-deuterium exchange reaction of 1,3-dimethyluracil in the solvents with deuterium source to give 5,6-dideutero-1,3-dimethyluracil. Some bases such as NaOH can also act as a promotor for deuteration. Uracil derivatives such as 1,3-Dimethyluracil, 1,3,5-trimetyluracil, 1,3,6-trimethyluracil, 1,3-dimethyl-5-phenyluracil, 1,3-dimethyl-6-phenyluracil, uridine, 2’-deoxyuridine cytidine and protected uridines were test under the optimized condition and the hydrogen-deuterium exchange can occur at the ring carbon of the pyrimidine heterocycles.

    目錄 I 縮寫對照表 IX 摘要 XI Abstract XIV 第一章、區位選擇性合成 2-胺基-3-芳香基喹唑啉-4-酮及 2-芳香胺基喹唑啉-4-酮及其生物活性評估 1 1-1. 簡介與文獻回顧 1 Figure 1. 2-胺基喹唑啉酮與鳥苷 (guanosine)、異胞嘧啶 (isocytosine) 和葉酸 (folic acid) 1 Figure 2. 含有 2-胺基喹唑啉-4-酮結構並具有生物活性的分子 2 Scheme 1. 2-胺基喹唑啉-4-酮的合成路徑分類 3 Scheme 2. 甲基硫作為離去基進行水解重排反應推測機制 5 Scheme 3. 利用固態樹酯 (Rink amide AM resin) 合成2-胺基-喹唑啉-4-酮 (2-aminoquinazolin-4-one) 7 Scheme 4. 利用 2-硝基苯甲醛合成 N4-丁基-喹唑啉-2,4-二胺 8 Scheme 5. 利用2-氨基苯甲酸甲酯 (methyl 2-aminobenzoate, 21) 和 Pbf-isothiocyanate 合成 2-胺基-3-丁基喹唑啉-4-酮 (2-amino-3-butylquinazolin-4-one) 9 Scheme 6. 利用 N’-腈基-2-硝基苯甲亞胺甲酯 (methyl N-cyano-2-nitrobenzimidate, 28) 與苯胺合成 2-苯胺基-喹唑啉-4-酮 (2-anilinoquinazolin-4-one, 12) 10 Scheme 7. 利用鉬金屬上的配位基一氧化碳作為碳來源,合成 2-正丁基胺3-苯基-喹唑啉-4-酮 (2-butylamino-3-phenylquinazolin-4-one) 11 Scheme 8. 利用鈀金屬催化,異腈 (isocyanide) 衍生物作為碳來源,合成 2-第三丁基胺-3-苯甲基喹唑啉-4-酮 (2-tert-butylamino-3-benzylquinazolin-4-one) 12 Scheme 9. 利用靛紅酸酐 18 與 N-腈基-N-苯基-甲苯磺醯胺 (NCTS, 39) 在強鹼二(三甲基矽基)氨基鋰 (LiHMDS) 下合成 2-胺基-3-正丁基-喹唑啉-4-酮 (2-amino-3-butylquinazolin-4-one, 40) 13 Scheme 10. 利用苯甲醯胺肟合成苯腈胺的推測反應路徑 14 1-2. 結果與討論 16 1-2-1. 實驗設計與概念 16 Scheme 11. 利用Shikhaliev 團隊文獻的條件去反應,卻得到兩種結構異構物 16 Figure 3. X-ray 晶體繞射結構鑑定 45ba 17 1-2-2. 測試與結果討論 18 Table 1. 合成 2-胺基-3-(p-甲苯胺基)喹唑啉-4-酮 45ba 最佳化條件測試 19 Table 2. 標準條件下測試各種取代基腈胺與鄰胺基苯甲酸甲酯的反應結果 21 Scheme 12. 從苯甲醯胺肟 (benzamide oxime) 直接合成喹唑啉-4-酮 (quinazolin-4-one) 23 1-2-3. 反應機構探討 24 Scheme 13. 形成產物 2-胺基-3-苯喹唑啉-4-酮 45或 2-苯胺基喹唑啉-4-酮 46 反應機制推測 25 1-2-4. 選擇性合成 2-芳香胺基喹唑啉-4-酮 46 的測試與結果 27 Table 3. 最佳化條件尋找直接合成 2-苯胺基喹唑啉-4-酮的方法 28 Table 4. 一鍋化反應直接合成 2-芳香胺基喹唑啉-4-酮 46,步驟一所得中間物比例以核磁共振儀氫譜鑑定產率,並使用咖啡因作為外標準品,步驟二為實際得到產率,括弧內數字為再結晶產率 30 1-2-5. 氫譜鑑定 31 Figure 4. 兩種產物的氫譜對照,強鹼萃取純化法示意圖 32 1-2-6. 生物活性測試 33 Table 5. 本章所合成產物測試癌細胞生長抑制 IC50 (HL-60, μM) 34 1-3. 結論 35 1-4. 實驗部分 36 1-5. 參考文獻 70 第二章、碘化亞銅催化經由腈胺的氮-腈鍵的裂解進行苯乙炔分子內胺化及腈化反應 74 2-1. 前言與文獻回顧 74 Scheme 1. 苯基硼酸 (phenylboronic acid) 與不同的親電子腈化試劑反應測試1 76 Scheme 2. 銠金屬催化腈基轉移反應機構推測 76 Scheme 3. N-苯基-N-甲苯磺醯基腈胺 (NCTS, 7)的製備 77 Scheme 4. 利用芳香環格林尼亞試劑 10,與N-苯基-N-甲苯磺醯基腈胺 (NCTS, 7) 進行反應得到腈化產物 78 Scheme 5. 芳香基鋅試劑與 NCTS (7) 進行腈基取代反應得到苯甲腈 78 Scheme 6. N-苯基-N-甲苯磺醯基腈胺 (7) 相關文獻及發生腈基轉移的文獻報導分類 80 Scheme 7. 烯酮與 NCTS (7) 在 9-BBN 存在下反應,得到酮基 α 位置腈基的產物 16 81 Scheme 8. 吲哚 (indole) 或吡咯 (pyrrole) 與 NCTS (7) 在路易士酸催化下反應得到腈化產物 82 Scheme 9. 靛红酸酐 (isatoic anhydride, 22) 在一鍋化條件下與胺類、N-苯基-N-甲苯磺醯基腈胺 (7)、LiHMDS條件下反應,生成 2-胺基喹唑啉酮產物 23 83 Scheme 10. 利用吡啶做為引導基,在銠金屬催化下進行鄰位的腈化反應 84 Scheme 11. 利用甲基肟 (O-methyl oxime) 做為引導基,在銠金屬催化下進行鄰位的腈化反應 84 Scheme 12. 利用偶氮官能基做為引導基,在銠金屬催化下進行鄰位的腈化反應 85 Scheme 13. 利用醯胺做為引導基,在釕金屬催化下進行鄰位的腈化反應 85 Scheme 14. 利用吡啶 (pyridyl) 或嘧啶 (pyrimidyl) 做為引導基,在鈷金屬催化下進行鄰位的腈化反應 86 Scheme 15. 利用吡啶作為引導基,在銠金屬催化下進行吲哚 2 位的腈化反應 87 Scheme 16. 利用吡啶 (pyridyl) 或嘧啶 (pyrimidyl) 做為引導基,在鈷金屬催化下進行鄰位的腈化反應 87 Scheme 17. 利用嘧啶作為引導基,在鈷金屬催化下進行吲哚二位的腈化反應 88 Scheme 18. 利用醯胺做為引導基,在銠金屬催化下進行鄰位的腈化反應,接著進行分子內合環及甲氧胺重排,得到亞氨基異吲哚啉酮 89 Scheme 19. 利用醯胺做為引導基,在銠金屬催化下進行醯胺 β 位置的腈化反應 89 Scheme 20. 利用利用吡啶做為引導基,在銠金屬催化下進行腈化反應 90 Scheme 21. 利用亞硝基 (nitroso) 作為做為引導基,在銠金屬催化下進行腈化反應並且引導基可被水解成胺基 91 Scheme 22. 利用鄰位的醯胺或尿素作為引導基,在銠金屬催化下進行腈化反應 91 Scheme 23. 利用 7-氮代吲哚作為做為引導基,在釕金屬催化下進行鄰位腈化反應 92 Scheme 24. 乙烯基萘與 NCTS (7) 及 (BPin)2 在銅金屬催化下反應,得到一號位腈基產物 55,圖為作者推測反應機構 93 Scheme 25. 1-丙烯基-2-乙烯基萘與 NCTS (7) 在銅硼化合物催化下反應,得到萘 1號位腈化並且分子內進行科普重排的產物 62 94 Scheme 26. 苯乙烯與 N-苯基-N-甲苯磺醯基腈胺 (7) 在銅硼化合物催化下,得到鄰位腈化的產物 95 Scheme 27. 丙二烯與 NCTS (7) 在銅硼化合物催化下,得到1,2-二硼取代-3-腈基產物,圖為推測反應機構 96 Scheme 28. 利用鄰-三甲基矽基苯三氟甲磺酸酯 69 和氟化銫生成苯炔,與苯腈胺 70 反應得到 2-苯胺苯甲腈 71,圖為推測反應機構 97 Scheme 29. 利用銠金屬催化反應使腈基進行分子內轉移至末端烯上 98 Scheme 30. 利用鈀金屬催化進行二氫吲哚合環及分子內腈基轉移 99 Scheme 31. 利用硼試劑作為路易士酸活化氮-腈鍵,得到二氫吲哚產物 99 Scheme 32. 利用鈀金屬催化使鄰位雙鍵進行氧基和腈基加成 100 2-2. 結果與討論 102 2-2-1. 實驗設計與概念 102 Scheme 33. 腈胺的兩種共振形式,拉電子基使腈胺更趨近於單鍵性質 102 Scheme 34. 設計並合成 N-(2-乙炔基苯)-N-甲苯磺醯腈胺進行分子內腈基轉移 103 Scheme 35. 鄰位炔基苯腈胺在金屬催化下合成吲哚 104 Scheme 36. 以 Yamamoto 的鈀、銅金屬催化條件測試鄰位炔基的甲苯磺醯基腈胺合環反應,X-ray 結構鑑定 90、91 106 2-2-2. 起始物的製備 107 Scheme 37. 利用苯甲醯胺肟合成苯腈胺的推測反應路徑 107 Scheme 38. 起始物 87、88、89 的逆合成分析,(a) 經由Tiemann 重排反應 (b) 經由尿素脫水反應得到 108 Table 1. 不同取代基苯胺與三甲基矽乙炔進行 Sonogashira 偶合反應 109 Scheme 39. 四丁基氟化胺的條件使甲苯磺醯基不穩定而脫去 110 Table 2. 不同取代基苯胺 97a-p 先用四丁基氟化胺去除三甲基矽基,後與氰酸鈉加成得到鄰位末端炔的苯尿素 101a-p 111 Scheme 40. 對甲苯磺醯酸氯試劑添加順序不同的差別 112 Table 3. 甲苯磺醯氯對不同取代基苯尿素進行脫水與加成反應 113 Table 4. 拉電子基的甲苯磺醯酸基腈胺的合成 114 Table 5. 拉電子取代基化合物利用四丁基氟化胺去除三甲基矽基反應 114 2-2-3. 測試與結果討論 116 Table 6. 不同催化金屬測試條件 116 Table 7. 銅催化合成腈化胺化合環反應條件最佳化測試 120 Table 8. 不同取代基的甲苯磺醯酸腈胺進行腈化胺化合環反應 120 2-2-4. 結構鑑定 122 Figure 1. 化合物 101i 與 89i 的 1H NMR 圖譜 122 Figure 2. 化合物 96i 的 1H NMR 圖譜 123 Figure 3. 化合物91i的 1H NMR 圖譜 124 Figure 4. 化合物90的 1H NMR 圖譜 125 2-2-5. 腈胺氮上其他取代基製備與結果 126 Scheme 41. 甲基腈胺起始物的合成步驟 126 Scheme 42. 合成苯腈胺後直接加成其他取代基。 128 Scheme 43. 苯尿素與過量磺醯氯進行脫水與加成反應得到磺醯基腈胺 128 Table 9. 不同取代基腈胺在標準條件下進行反應 130 2-2-6. 反應機構探討 131 Scheme 44. 乙炔接上不同取代基在標準條件下反應 132 Scheme 45. 利用銠金屬催化反應使腈基進行分子內轉移至末端烯上 133 Scheme 46. 鄰位乙烯基的甲苯磺醯腈胺的合成與標準條件下反應結果 134 Scheme 47. 銅催化腈基經由分子間轉移反應測試 135 Scheme 48. 銅催化腈基經由分子間轉移反應測試 135 Scheme 49. 利用銅金屬催化 1-苯基-2-丙炔基乙酸酯 124 與 N,N-二乙基-1-環己烯-1-胺 125 反應得到合環產物 137 Scheme 50. 利用銅金屬催化芳香環乙炔 129 與 2-異氰酸乙酸甲酯進行 [3+2] 合環反應得到吡咯產物 138 Scheme 51. 推測銅金屬催化腈化及胺化的合環反應機構 139 Table 10. 利用不同試劑捕捉吲哚銅的中間物 135 140 Scheme 52. 標準條件下加入 TEMPO、BHT 進行測試是否為自由基反應 141 2-3. 結論 142 2-4. 實驗部分 143 2-5. 參考文獻 220 第三章、氰化鈉活化 1,3-二甲基尿嘧啶進行五、六號位氫氘交換反應 223 3-1. 前言與文獻回顧 223 Table 1. 鹼基、核苷的結構 224 Scheme 1. 利用氘標定追蹤臭氧氧化咖啡因及尿嘧啶,推測其反應機構 225 Scheme 2. 利用同位素化合物進行光裂解尿嘧啶二聚體衍生物動力學實驗,並得到二級同位素結果 227 Scheme 3. 利用氘修飾尿苷進行自由基反應,並使用 2-甲基-2-亞硝基丙烷捕捉自由基 228 Scheme 4. 鈀/碳催化尿嘧啶、尿苷上鹼基氘化,以氧化氘 (D2O) 作為氘來源,六位的氘化受到立體影響大 231 Scheme 5. 利用氘氧化鈉與氧化氘溶液在 DMSO 下對尿苷衍生物進行五位、六位的氘化反應 232 Scheme 6. 利用不同保護基的尿苷用 LDA 去質子化,與甲醇-d4 進行氘化,得到 6-氘產物 233 Scheme 7. 利用自由基反應與四氫呋喃-d8 作為氘來源反應,將五號位碘置換成五位氘產物 234 Scheme 8. 尿苷在鉑與氘氣於氧化氘溶劑下反應,得到5,5,6,6-四取代氘的產物 234 3-2. 結果與討論 236 3-2-1. 實驗設計與概念 236 Scheme 9. 6-CN-UMP 經由 ODCase 催化後轉變為 BMP 236 Scheme 10. MtODCase 以及突變的 MtODCase 與受質或抑制劑的單晶結構鑑定 237 Scheme 11. 製備 6-腈基-1,3-二甲基尿嘧啶的反應式 239 Scheme 12. 假設氰離子加成至 1,3-二甲基尿嘧啶六號位 239 Scheme 13 . 利用氫氘交換證明氰離子的加成反應 240 3-2-2. 測試與結果討論 241 Table 2. 對 1,3-二甲基尿嘧啶的五、六位氫進行氘化的條件測試 242 Figure 1. 1,3-二甲基尿嘧啶對五、六號位氘化前後的氫譜對照 245 Scheme 14. 五位氫、六位氫的氘化推測反應機制 246 3-2-3. 尿嘧啶衍生物的氘化條件測試 247 Table 3. 1,3,5-三甲基尿嘧啶進行氘化的條件測試 248 Figure 2. 1,3,5-三甲基尿嘧啶進行氘化的氫譜對照 248 Table 4. 1,3,6-三甲基尿嘧啶進行氘化的條件測試 249 Scheme 15. 負電荷在 1,3,6-三甲基尿嘧啶上的共振式 249 Figure 3. 1,3,6-三甲基尿嘧啶進行氘化的氫譜對照 250 Table 5. 對 1,3-二甲基-6-苯基尿嘧啶進行氘化的條件測試 251 Table 6. 1,3-二甲基-5-苯基尿嘧啶進行氘化的條件測試 251 Scheme 16. 對尿嘧啶進行氘化反應後,直接在氮上進行甲基化 252 Table 7. 對尿苷進行氘化條件測試 253 Figure 4. 尿苷進行氘化前後氫譜對照 254 Table 8. 對 5’-O-第三丁基二甲基矽基-2’,3’-O-異亞丙基尿苷進行氘化測試 255 Figure 5. 5’-O-第三丁基二甲基矽基-2’,3’-O-異亞丙基尿苷進行氘化前後氫譜對照 255 Scheme 17. 利用三氟醋酸水溶液對氘化尿苷去除核醣羥基保護基 256 Scheme 18. 對 3’,5’-O-雙第三丁基二甲基矽基-2’-脫氧尿苷進行氘化測試 256 Figure 6. 3’,5’-O-雙第三丁基二甲基矽基-2’-脫氧尿苷進行氘化前後氫譜對照 257 Table 9. 對胸苷進行氘化測試 258 Table 10. 對胞苷進行氘化測試 258 3-2-4. 反應機構的探討 259 Table 11. 對 N-甲基-4-吡啶酮進行氘化測試 259 Table 12. 對 N-甲基-4-吡啶酮進行氘化測試 260 Table 13. N-甲基苯併咪唑進行氘化測試 261 Figure 7. N-甲基苯併咪唑進行氘化前後氫譜對照 261 Scheme 19. N-甲基苯併咪唑進行氘化反應推測 262 Table 14. 1,3-二甲基尿嘧啶在酸性中進行氘化測試 263 Scheme 20. 對1,3-二甲基-5,6-氘尿嘧啶於酸性中進行氫氘交換測試 263 Figure 8. 1,3-二甲基尿嘧啶對五、六號位氘化前後的氫譜對照 264 Table 15. 對1,3-二甲基-6-氘-尿嘧啶進行條件測試 265 Scheme 21. 六位氘轉移至五位的假設反應機構 265 Table 16. 尿苷在酸性中進行氘化測試 266 Scheme 22. 胞苷在酸性中進行氘化測試 267 Table 17. 利用氰化鈉催化不同化合物表格整理 267 3-3. 結論 268 3-4. 參考文獻 269 Publication List 271

    1-5. 參考文獻
    1. (a) Shakhidoyatov K. M.; Elmuradov B. Z. Chem. Nat. Compd. 2014, 50, 781; (b) Demir, A. S.; Emrullahoglu, M. Curr. Org. Synth. 2007, 4, 223.
    2. (a) Pendergast, W; Dickerson, S. H.; Dev, I. K.; Ferone, R.; Duch, D. S.; Smith, G. K. J. Med. Chem. 1994, 37, 838; (b) Pendergast, W.; Dickerson, S. H.; Johnson, J. V.; Dev, I. K.; Ferone, R.; Duch, D. S.; Smith, G. K. J. Med. Chem. 1993, 36, 3464; (c) Pendergast, W; Johnson, J. V.; Dickerson, S. H.; Dev, I. K.; Duch, D. S.; Ferone, R.; Hall, W. R.; Humphreys, J.; Kelly, J. M.; Wilson, D. C. J. Med. Chem. 1993, 36, 2279.
    3. (a) Padia, J. K.; Field, M.; Hinton, J.; Meecham, K. ; Pablo, J.; Pinnock, R.; Roth, B. D. ; Singh, L.; Suman-Chauhan, N.; Trivedi, B. K.; Webdale, L. J. Med. Chem. 1998, 41, 1042; (b) Padia, J. K.; Chilvers, H.; Daum, P.; Pinnock, R. ; Suman-Chauhan, N.; Webdaleb L.; Trivedi B. K. Bioorg. Med. Chem. Lett. 1997, 7, 805; (C) Miller, S. C.; Mitchison, T. J. ChemBioChem. 2004, 5, 1010; (d) DeRuiter, J.; Brubaker, A. N.; Millen, J.; Riley, T. N. J. Med. Chem. 1986, 29, 627. (e) Selvam, T. P.; Kumar, P. V. Research in Pharmacy. 2011, 1, 1; (f) Leivers, A. L.; Tallant, M.; Shotwell, J. B.; Dickerson, S.; Leivers, M. R.; McDonald, O. B.; Gobel, J.; Creech, K. L.; Strum, S. L.; Mathis, A.; Rogers, S.; Moore, C. B.; Botyanszki, J. J. Med. Chem. 2014, 57, 2091; (g) Bojjireddy, N.; Botyanszki, J.; Hammond, G.; Creech, D.; Peterson, R.; Kemp, D. C.; Snead, M.; Brown, R.; Morrison, A.; Wilson, S.; Harrison, S.; Moore, C.; Balla. T. J. Biol. Chem. 2014, 289, 6120; (h) Rasina, D.; Otikovs, M.; Leitans, J.; Recacha, R.; Borysov, O. V.; Kanepe-Lapsa, I.; Domraceva, I.; Pantelejevs, T.; Tars, K.; Blackman, M. J.; Jaudzems, K.; Jirgensons, A. J. Med. Chem. 2016, 59, 374; (i) Rizza, P.; Pellegrino, M.; Carusoa, A.; Iacopetta, D.; Sinicropi, M. S.; Rault, S.; Lancelot, J. C.; El-Kashef, H.; Lesnard, A.; Rochais, C.; Dallemagne, P.; Saturnino, C.; Giordano, F.; Catalano, S.; Andò, S. Eur. J. Med. Chem. 2016, 107, 275; (j) Guiles, J.; Sun, X.; Critchley, I. A.; Ochsner, U.; Tregay, M.; Stone, K.; Bertino, J.; Green, L.; Sabin, R.; Dean, F.; Dallmann, H. G.; McHenry, C. S.; Janjic, N. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2009, 19, 800; (k) Somers, F.; Ouedraogo, R.; Antoine, M.-H.; Tullio, P. d.; Becker, B.; Fontaine, J.; Damas, J.; Dupont, L.; Rigo, B.; Delarge, J.; Lebrun, P.; Pirotte, B. J. Med. Chem. 2001, 44, 2575; (l) Hou, J.; Wan, S.; Wang, G.; Zhang, T.; Li, Z.; Tian, Y.; Yu, Y.; Wu, X.; Zhang, J. Eur. J. Med. Chem. 2016, 118, 276.
    4. (a) Lange, N. A.; Sheibley, F. E. J. Am. Chem. Soc. 1932, 54, 1994; (b) Curd, F. H. S.; Landquist, J. K.; Rose, F. L. J. Chem. Soc. 1947, 775; (c) Butler K.; Partridge M. W. J. Chem. Soc. 1959, 1512; (d) Hess, H. J.; Cronin, T. H.; Scriabine, A. J. Med. Chem. 1968, 11, 130; (e) Chao, Q.; Deng, L.; Shih, H.; Leoni, L. M.; Genini, D.; Carson, D. A.; Cottam, H. B. J. Med. Chem. 1999, 42, 3860.
    5. (a) Taylor, E. C.; Ravindranathan, R. V. J. Org. Chem. 1962, 27, 2622; (b) Ife, R. J.; Brown, T. H.; Blurton, P.; Keeling, D. J.; Leach, C. A.; Meeson, M. L.; Parsons, M. E.; Theobald, C. J. J. Med. Chem. 1995, 38, 2763; (c) Erb, B.; Akue, R.; Rigo, B. J. Heterocycl. Chem. 2000, 37, 253; (d) Gopalsamy, A.; Yang, H. J. Comb. Chem. 2000, 2, 378; (e) Kundu, B.; Partani, P.; Duggineni, S.; Sawant, D. J. Comb. Chem. 2005, 7, 909.
    6. (a) Grout, R. J.; Partridge, M. W. J. Chem. Soc. 1960, 3540; (b) Maguire, J. H.; McKee, R. L. J. Org. Chem. 1974, 39, 3434; (c) Yin, P. ; Liu, N.; Deng, Y.-X.; Chen, Y.; Deng, Y.; He, L. J. Org. Chem. 2012, 77, 2649; (d) Li, J.; Mi, Y.; He, J.; Luo, X.; Fanb, E. J. Heterocycl. Chem. 2013, 50, 304; (e) Gu, L. H.; Guo, Z.; He, L.; Qi, Q. R. Synthesis. 2013, 45, 2533.
    7. (a) Roberts, B.; Liptrot, D.; Luker, T.; Stocks, M. J.; Barber, C.; Webb, N.; Dods, R.; Martin, B. Tetrahedron Lett. 2011, 52, 3793; (b) Ji, F.; Lv, M.-F.; Yi, W.-B.; Cai, C. Org. Biomol. Chem. 2014, 12, 5766; (c) Murthy, V. N.; Nikumbh, S. P.; Kumar, S. P.; Rao, L. V.; Raghunadh, A. Tetrahedron Lett. 2015, 56, 5767.
    8. Lin, C. C.; Hsieh, T. H.; Liao, P. Y.; Liao, Z. Y.; Chang, C. W.; Shih, Y. C.; Yeh, W. H.; and Chien, T. C. Org. Lett. 2014, 16, 892.
    9. Shikhaliev, K. S.; Shestakov, A. S.; Medvedeva, S. M.; Gusakova, N. V. Russ. Chem. Bull. 2008, 57, 170.
    10. Lecoutey, C.; Fossey, C.; Rault, S.; Fabis, F. Eur. J. Org. Chem. 2011, 2785.
    11. Wang, C.-H.; Hsieh, T.-H.; Lin, C.-C.; Yeh, W.-H.; Lin, C.-A.; Chien, T.-C. Synlett. 2015, 26, 1823.
    12. Wheeler, H. L.; Johnson, T. B.; McFarland, D. F. J. Am. Chem. Soc. 1903, 25, 787.
    13. Lee, C.-H.; Hsieh, M.-Y.; Hsin, L.-W.; Chen, H.-C.; Lo, S.-C.; Fan, J.-R.; Chen, W.-R.; Chen, H.-W.; Chan, N.-L.; Li, T.-K. Biochem. Pharmacol. 2012, 83, 1208.
    14. Still, W. C.; Kahn, M.; Mitra, A. J. Org. Chem. 1978, 43, 2923.
    15. Li, J.; Mi, Y.; He, J.; Luo, X.; Fan, E. J. Heterocycl. Chem. 2013, 50, 304.
    16. Yang, D.; Wang, Y.; Yang, H.; Liu, T.; Fu, H. Adv. Synth. Catal. 2012, 354, 477.
    17. Murthy, V. N.; Nikumbh, S. P.; Kumar, S. P.; Rao, L. V.; Raghunadh, A. Tetrahedron Lett. 2015, 56, 5767.
    18. Sharma, S.; Jain, A.; Tetrahedron Lett. 2014, 55, 6051.
    19. Sharma, S.; Maurya, R. A.; Min, K.-I.; Jeong, G.-Y.; Kim, D.-P. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7564.
    20. Sharma, S.; Basavaraju, K. C.; Singh, A. K.; Kim, D.-P. Org. Lett. 2014, 16, 3974.
    21. Wei, T.-Q.; Xu, P.; Wang, S.-Y.; Ji, S.-J. Eur. J. Org. Chem. 2016, 2016, 5393.

    2-5. 參考文獻
    1. Anbarasan, P.; Neumann, H.; Beller, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 519.
    2. Kurzer, F. J. Chem. Soc. 1949, 1034.
    3. Anbarasan, P.; Neumann, H.; Beller, M. Chem. Eur. J. 2011, 17, 4217.
    4. Cai, Y.; Qian, X.; Rerat, A.; Auffrant, A.; Gosminia, C. Adv. Synth. Catal. 2015, 357, 3419.
    5. Kiyokawa, K.; Nagata, T.; Minakata, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 10458.
    6. Yang, Y.; Zhang, Y.; Wang, J. Org. Lett. 2011, 13, 5608.
    7. Murthy, V. N.; Nikumbh, S. P.; Kumar, S. P.; Rao, L. V.; Raghunadh, A. Tetrahedron Letters, 2015, 56, 5767.
    8. Chaitanya, M.; Yadagiri, D.; Anbarasan, P. Org. Lett. 2013, 15, 4960.
    9. Gong, T.-J.; Xiao, B.; Cheng, W.-M.; Su, W.; Xu, J.; Liu, Z.-J.; Liu, L.; Fu, Y. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10630.
    10. Han, J.; Pan, C.; Jia, X.; Zhu, C. Org. Biomol. Chem. 2014, 12, 8603.
    11. Liu, W.; Lutz, A. Chem. Commun. 2014, 50, 1878.
    12. Yu, D.-G.; Gensch, T.; Azambuja, F. d.; Vasquez-Cespedes, S.; Glorius, F. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 17722.
    13. Chaitanya, M.; Anbarasan, P. J. Org. Chem. 2015, 80, 3695.
    14. Li, J.; Ackermann, L. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 3635.
    15. Jia, J.; Liu, X.; Shi, J.; Xu, H. E.; Yi, W. Asian J. Org. Chem. 2015, 4, 1250.
    16. Su, W.; Gong, T.-J.; Xiao, B.; Fu, Y. Chem. Commun. 2015, 51, 11848.
    17. Chaitanya, M.; Anbarasan, P. Org. Lett. 2015, 17, 3766.
    18. Dong, J.; Wu, Z.; Liu, Z.; Liu, P.; Sun, P. J. Org. Chem. 2015, 80, 12588.
    19. Mishra, N. K.; Jeong, T.; Sharma, S.; Shin, Y.; Han, S.; Park, J.; Oh, J. S.; Kwak, J. H.; Jung, Y. H.; Kima, I. S. J. Org. Chem. 2016, 81, 6525.
    20. Mishra, A.; Vats, T. K.; Deb, I. J. Org. Chem. 2016, 81, 6525.
    21. Yang, Y.; Buchwald, S. L. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 8677.
    22. Yang Y. Angew.Chem. Int. Ed. 2016, 55, 345.
    23. Zhao, W.; Montgomery, J. Angew.Chem. Int. Ed. 2015, 54, 1268.
    24. Zhao, W.; Montgomery, J. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 9763.
    25. Rao, B.; Zeng, X. Org. Lett. 2014, 16, 314.
    26. Wang, R. Falck, J. R. Chem. Commun. 2013, 49, 6516.
    27. Miyazaki, Y.; Ohta, N.; Semba, K.; Nakao, Y. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 3732.
    28. Pan, Z.; Pound, S. M.; Rondla, N. R.; Douglas, C. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5170.
    29. Yuan, Y.-C.; Yang, H.-B.; Tang, X.-Y.; Wei, Y.; Shi, M. Chem. Eur. J. 2016, 22, 5146.
    30. Purygin, P. P.; Kuz'rnina, V. E.; Sergeeva, L. I.; Pan'kov, S. V.; Belyakova, N. A.; Zarubin, Y. P. Pharm. Chem. J. 2000, 34, 53.
    31. Kamijo, S.; Jin, T.; Yamamoto, Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 1780.
    32. Kamijo, S.; Yamamoto, Y. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11940.
    33. Lin, C. C.; Hsieh, T. H.; Liao, P. Y.; Liao, Z. Y.; Chang, C. W.; Shih, Y. C.; Yeh, W. H.; Chien, T. C. Org. Lett. 2014, 16, 892.
    34. Wang, H.; Liu, L.; Wang, Y.; Peng, C.; Zhang, J.; Zhu, Q. Tetrahedron Lett. 2009, 50, 6841.
    35. Yasuhara, A.; Kameda, M.; Sakamoto, T. Chem. Pharm. Bull. 1999, 47, 809.
    36. Okamoto, K.; Watanabe, M.; Murai, M.; Hatano, R.; Ohe, K. Chem. Commun. 2012, 48, 3127.
    37. Kamijo, S.; Jin, T.; Yamamoto, Y. J. Org. Chem. 2002, 67, 7413.
    38. Zhang, C.; Hu, X.-H.; Wang, Y.-H.; Zheng, Z.; Xu, J.; Hu, X.-P. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9585.
    39. Tiwari, D. K.; Pogula, J.; Sridhar, B.; Tiwari, D. K.; Likhar, P. R. Chem. Commun. 2015, 51, 13646.
    40. Nissen, F.; Detert, H. Eur. J. Org. Chem. 2011, 2845.
    41. Jung, K.-Y.; Vanommeslaeghe, K.; Lanning, M. E.; Yap, J. L.; Gordon, C.; Wilder, P. T.; MacKerell, A. D.; Fletcher, S. Org. Lett. 2013, 15, 3234.
    42. Wang, H.; Liu, L.; Wang, Y.; Peng, C.; Zhang, J.; Zhu, Q. Tetrahedron Lett. 2009, 50, 6841.
    43. Pan, Z.; Pound, S. M.; Rondla, N. R.; Douglas, C. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5170.
    44. Zhou, P.-X.; Zhou, Z.-Z.; Chen, Z.-S.; Ye, Y.-Y.; Zhao, L.-B.; Yang, Y.-F.; Xia, X.-F.; Luoa, J.-Y.; Liang, Y.-M. Chem. Commun. 2013, 49, 561.
    45. Tsuchiya, D.; Kawagoe, Y.; Moriyama, K.; Togo, H. Org. Lett. 2013, 15, 4194.
    46. Green, R. A.; Hartwig, J. F. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 3768.
    47. Martinez-Esperon, M. F.; Rodriguez, D.; Castedo, L.; Saa, C. Tetrahedron, 2006, 62, 3843.
    48. Murarka, S.; Studer, A. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12362.
    49. Gimeno, A.; Medio-Simon, M.; Ramirez de Arellano, C.; Asensio, G.; Cuenca, A. B. Org. Lett. 2010, 12, 1900.
    50. Jiang, B.; Kan, Y.; Zhang, A. Tetrahedron, 2001, 57, 1581.

    3-5. 參考文獻
    1. Baugnet-Mahireu, L.; Goutier, R.; Semal, M. J. Labelled Compds. 1966, 2, 77.
    2. Kopoldova, J.; Dedkova, V. J. Labelled Compds. 1975, 11, 501.
    3. Kolonko, K. J.; Shapiro, R. H.; Barkley, R. M.; Sievers, R. E. J. Org. Chem. 1979, 44, 3769.
    4. Gani, D.; Hitchcock, P. B.; Young, D. W. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1985, 1, 1363.
    5. Vega, E.; Rood, G. A.; de Waard, E. R.; Pandit, U. K. Tetrahedron, 1991, 47, 4361.
    6. Jacobsen, J. R.; Cochran, A. G.; Stephans, J. C.; King, D. S.; Schultz, P. G. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5453.
    7. Evansh, E. A.; Sheppard, H. C.; Turner, J. C. J. Labelled. Compds. 1970, 6, 76.
    8. Kopoldova, J.; Dedkova, V. J. Labelled. Compds. 1972, 8, 207.
    9. Shappard G.; Sheppard, H. C.; Stivala, J.F. J. Labelled. Compds. 1974, 10, 557-67
    10. Chin, S.; Scott, I.; Szczepaniak, K.; Person, W. B. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3415.
    11. Ho, W. F.; Gilbert, B. C.; Davies, M. J. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2, 1997, 2533.
    12. Vallurupalli, P.; Scott, L.; Hennig, M.; Williamson, J. R.; Kay, L. E. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9346.
    13. Yarasi, S.; Billinghurst, B. E.; Loppnow, G. R. J. Raman Spectrosc. 2007, 38, 1117.
    14. Swenton, J. S.; Hyatt, J. A.; Lisy, J. M.; Clardyld, J. J. Am. Chem. Soc. 1974, 96, 4885.
    15. Kiritani, R.; Asano, T.; Fujita, S.-i.; Dohmaru, T.; Kawanishi, T. J Label Compd Radiopharm. 1986, 23, 207.
    16. Sajiki, H.; Esaki, H.; Aoki, F.; Maegawa, T.; Hirota, K. SYNLETT. 2005, 9, 1385.
    17. Rabi, J. A.; Fox, J. J. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 1628.
    18. Hayakawa, H.; Tanaka, H.; Maruyama. y.; Miyasaka, T. Chem. Lett. 1985, 9, 1401.
    19. Muller, J. P. H.; Parlar, H.; Korte, F. Synthesis, 1976, 8, 524.
    20. Mutsumi, T.; Maruhashi, K.; Monguchi, Y.; Sajikib, H. Synlett. 2008, 18, 2811.
    21. Mutsumi, T.; Iwata, H.; Maruhashi, K.; Monguchi, Y.; Sajiki, H. Tetrahedron, 2011, 67, 1158.
    22. Hill, R. K.; Ledford, N. D.; Renbaum, L. A. J. Labeled Compd. Radiopharm. 1985, 22, 143.
    23. Kinoshita, T.; Schram, K. H.; McCloskey, J. A. J. Labeled Compd. Radiopharm. 1982, 19, 525.
    24. Burdzy, A.; Noyes, K. T.; Valinluck, V.; Sowers, L. C. Nucleic Acids Res. 2002, 30, 4068.
    25. Fujihashi, M.; Bello, A. M.; Poduch, E.; Wei, L.; Annedi, S. C.; Pai, E. F.; Kotra, L. P. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15048.
    26. Fujihashi, M.; Wei, L.; Kotra, L. P.; Pai, E. F. J. Mol. Biol. 2009, 387, 1199.
    27. Shih, Y.-C.; Yang, Y.-Y.; Lin, C.-C.; Chien, T.-C. J. Org. Chem. 2013, 78, 4027.

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