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研究生: 陳蓉萱
Jung-Hsuan Chen
論文名稱: 對掌樟腦架構衍生之a-酮醯胺的不對稱烯丙基加成反應:高光學純度之烯丙醇非鏡像異構物的製備
Diastereoselective Allylation of N-Tosylcamphorpyrazolidinone Derived a-Ketoamides: Efficient Synthesis of Two High Optically Pure Stereoisomers
指導教授: 陳焜銘
Chen, Kwun-Min
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
中文關鍵詞: 不對稱烯丙基加成反應樟腦烯丙醇
論文種類: 學術論文
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  • 不對稱烯丙基加成反應在有機合成中扮演著重要的角色,可用於醛類、酮類或imine化合物,以製備具有立體中心的烯丙醇或烯丙胺。烯丙醇的結構看似簡單,但具有一定的重要性,原因在於烯丙醇含有雙鍵,可用來進行許多反應,轉換為酮類、醛類、環氧化合物、及環內酯等官能基。烯丙醇在許多天然藥物的全合成中也扮演著重要的角色,如:Leucascandrolide A、Apicularen A、AG7088等藥物分子,在其合成步驟中,皆含有不對稱烯丙基加成反應。
    本實驗室以合成高光學活性異構物為主要目標,更期望能建構分子的立體化學中心;我們利用單一立體組態的對掌起始物,藉由改變反應條件控制產物的立體化學。以樟腦分子架構衍生的N-tosylcamphorpyrazolidinone為對掌輔助劑96,利用此對掌輔助劑製備一系列的α-酮醯胺,進行不對稱烯丙基加成反應,選擇適當的路易士酸以控制產物的絕對立體組態。
    由實驗結果顯示:利用對掌α-酮醯胺及烯丙基三丁基錫進行烯丙基加成反應,可分別得到兩種高光學純度的烯丙醇非鏡像異構物(大於98 % de)。當反應中使用Sn(OTf)2為路易士酸時,反應速率非常快,只需要5分鐘即結束,可得到R-form的主要產物(若為2-吩取代,則為S-form);而當反應中使用PdCl2為路易士酸時,雖然反應速率變慢,卻能產生S-form的主要產物(若為2-吩取代,則為R-form);以兩種路易士酸進行反應,所得產物的立體選擇性都相當不錯。
    利用400MHz 13C-NMR及紅外線光譜探討反應的可能機構,發現路易士酸Sn(OTf)2與對掌輔助劑96結構中的sulfone官能基有某種程度的螯合作用,使得烯丙基由si-face加成;而路易士酸PdCl2與對掌輔助劑沒有螯合作用,烯丙基便從re-face加成。本實驗針對兩種路易士酸進行烯丙基加成反應,可分別得到高光學純度的非鏡像異構物,因此對掌輔助劑96(N-tosylcamphorpyrazolidinone)可有效掌控產物的立體化學中心。

    目錄 中文摘要 英文摘要 第一章 序論 1.1 前言………………………………………………………………………………1 1.2 烯丙醇與其他官能基之轉換……………………………………………………3 1.3 不對稱烯丙基加成反應…………………………………………………………4 1.3.1 利用對掌螯合劑進行不對稱之烯丙基加成反應………………………….5 1.3.2 利用對掌輔助劑進行不對稱之烯丙基加成反應…………………………10 1.3.3 反轉化學之文獻探討………………………………………………………13 1.3.3.1 控制螯合劑-路易士酸-受質錯合物的結構(幾何控制)…………..13 1.3.3.2 螯合劑結構的修飾…………………………………………………….14 1.3.3.3 加入添加劑…………………………………………………………….15 1.4 烯丙醇在有機全合成上的應用………………………………………………...16 1.5 研究動機………………………………………………………………………...21 第二章 結果與討論 2.1 新對掌輔助劑之開發與合成…………………………………………………..22 2.2 對掌-酮醯胺衍生物之製備…………………………………………………..25 2.3 對掌-酮醯胺衍生物之烯丙基加成反應……………………………………..29 2.3.1 路易士酸效應對烯丙基加成反應之影響…………………………………30 2.3.2 溶劑效應對烯丙基加成反應之影響………………………………………32 2.3.3 取代基效應對烯丙基加成反應之影響……………………………………34 2.3.4 立體選擇性之反轉現象……………………………………………………40 2.4 Camphorsultam衍生之對掌-酮醯胺之烯丙基加成反應…………………….40 2.5 反應機構之探討………………………………………………………………...41 2.5.1 N-Tosylcamphorpyrazolidinone衍生物之烯丙基加成反應………………..41 2.5.2 Camphorsultam衍生物之烯丙基加成反應………………………………...44 2.5.3 推測之反應機構……………………………………………………………45 2.6 結論……………………………………………………………………………...46 第三章 實驗步驟與數據 3.1 分析儀器及基本實驗操作……………………………………………………...47 3.2 對掌輔助劑的製備…………………………………………………….………..49 3.3 對掌-酮醯胺衍生物的製備…………………………………………………...51 3.4 對掌烯丙醇的製備…………………………………………………….………..56 第四章 參考文獻……………………………………………………………………64 附錄一 1H及13C-NMR光譜圖……………………………………………………..66 附錄二 X-ray 結構解析與數據…………………………………………………...105

    第四章 參考文獻

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