Responsive image
博碩士論文 etd-0525114-131211 詳細資訊
Title page for etd-0525114-131211
論文名稱
Title
透過碳-氫鍵活化方式以二價鈀金屬催化2-苯氧基吡啶之鄰位苯醯化反應探討:策略、反應機制研究與合成應用
Palladium(II)-Catalyzed Direct Ortho Aroylation of 2-Phenoxypyridines via C-H Activation: Methodologies, Mechanistic Investigation and Synthetic Applications
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
260
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2014-06-23
繳交日期
Date of Submission
2014-06-25
關鍵字
Keywords
叔丁基過氧化氫、碳-氫鍵活化、芴酮、芳香基酮基、鈀金屬
C-H activation, fluorenones, aryl ketones, Palladium, TBHP
統計
Statistics
本論文已被瀏覽 5623 次,被下載 69
The thesis/dissertation has been browsed 5623 times, has been downloaded 69 times.
中文摘要
本論文研究主要探討利用二價鈀金屬催化2-苯氧基吡啶之鄰位碳-氫鍵活化暨苯醯化反應。本研究以2-苯氧基吡啶及其衍生物為起始化合物,苯甲醛衍生物為偶合試劑,以叔丁基過氧化氫為氧化試劑,氯化苯為溶劑,於140 oC下,反應20小時即可得到產率5-98% 的芳香基酮基衍生物,如反應式 (a) 所示。
另一方面,利用動力學同位素效應實驗進行分子內及分子間之kH/kD值量測,以及鈀金屬中間體與芳香醛偶合試劑之反應,最後結合相關文獻報告推測出一套合理的反應機制。
基於此合成策略,我們進一步將所獲得之芳香基酮基產物再次透過碳-氫鍵活化方式合成具有天然物骨架--芴酮(fluorenone)之衍生物,如反應式 (b)所示。
Abstract
A Palladium-catalyzed ortho aroylation of 2-phenoxypyridines with benzaldehydes via C-H bond activation is described. 2-phenoxypyridines was found to couple with 1.5 equivalents of benzaldehydes in the presence of 10 mol % of Pd(OAc)2 as the catalyst, two equivalents of tert-butyl hydroperoxide (TBHP) as the oxidant in chlorobenzene solvent at 140 oC for 20 h to afford the desired aryl ketone products with 5-98 % yields (Scheme a).
A plausible mechanism of the catalytic C-H aroylation was suggested with the intermolecular and intramolecular experiments in Kinetic Isotope Effect and experiments in palladium intermediate with benzaldehydes.
Based on our methodologies, another palladium-catalyzed C-H bond activation method can be used to get fluorenones, a skeleton of natural product (Scheme b).
目次 Table of Contents
論文審定書
摘要 i
Abstract ii
目錄 iii
圖目錄 v
表目錄 viii
圖表目錄 ix
第一章、緒論 1
 1-1 利用過渡金屬催化碳-氫鍵活化之歷史介紹 1
 1-2 以鈀金屬催化碳-氫鍵活化反應之機制討論 6
  1-2-1 導向基團之介紹 6
  1-2-2 以Pd(II)/Pd(0)進行碳-氫鍵活化之機制介紹 7
  1-2-3 以Pd(II)/Pd(IV)進行碳-氫鍵活化之機制介紹 9
第二章、主文 12
 2-1 緒論 12
  2-1-1 傳統製備芳香基酮基之合成方法 12
  2-1-2 以過渡金屬催化碳-氫鍵活化方式製備芳香基酮基方法 14
 2-2 研究動機 16
第三章、結果與討論 18
 3-1 起始物24之合成 18
 3-2 2-苯氧基吡啶與苯甲醛進行反應最佳化篩選 18
  3-2-1 溶劑之測試 18
  3-2-2 氧化試劑之測試 23
  3-2-3 反應溫度之測試 24
  3-2-4 氧化試劑的量之測試 25
 3-3 以最佳化條件進行苯甲醛上不同取代基對反應之影響 26
 3-4 以最佳化條件進行2-苯氧基吡啶上不同取代基對反應之影響 29
 3-5 反應機制的探討 31
  3-5-1 以自由基實驗進行測試 31
  3-5-2 以動力學同位素效應進行探討 32
  3-5-3 過去文獻所推測之反應機制圖 42
  3-5-4 以中間體進行反應機制的測試 43
  3-5-5 反應機制的推測 45
 3-6 芳香基酮基之吡啶導向基團移除 46
 3-7 合成應用性 47
 3-8 結論 49
第四章、實驗部分 50
 4-1儀器部分 50
 4-2 試藥部分 51
 4-3 實驗流程 52
  4-3-1起始物的製備流程 52
  4-3-2 2-苯氧基吡啶之鄰位碳-氫鍵活化苯醯化反應實驗步驟 53
  4-3-3 2-苯氧基吡啶衍生物之鄰位碳-氫鍵活化苯醯化反應實驗步驟 54
  4-3-4 動力學同位素效應實驗步驟 55
  4-3-5 引導基團移除反應實驗步驟 58
  4-3-6 碳-氫鍵活化環化反應實驗步驟 58
  4-3-7 製備反應中間體44實驗步驟 59
 4-4 光譜資料 60
 4-5 參考文獻 88
 4-6 附錄晶體資料及圖譜 91
參考文獻 References
1. Lyons, T. W.; Sanford, M. S. Chem Rev.2010, 110, 1147-1169.
2. Meijere, d., A.; Diederich, F. Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions, 2 nd ed.; Wiley-VCH, 2004.
3. Heck, R. F. J. Am. Chem. Soc.1968, 90, 5518-5526.
4. Heck, R. F. J. Org. Chem.1972, 37, 2320-2322.
5. Miyaura, N.; Yamada, K.; Suzuki, A. Tetrahedron Lett.1979, 20, 3437-3440.
6. King, A. O.; Okukado, N.; Negishi, E. J. Chem. Soc., Chem. Commun.1977, 19, 683-684.
7. Deprez, N. R.; Sanford, M. S. J. Am. Chem. Soc.2009, 131, 11234-11241.
8. Tsuji, J. Palladium Reagents and Catalysts; Wiley, New York, 2004.
9. Buchwald, S. L. Org. Lett.2008, 10, 2207.
10. Hartwig, J. F. Inorg. Chem.2007, 46, 1936.
11. Chatt, J.; Davidson, J. M. J. Chem. Soc.1965, 843-855.
12. Lohrenz, J. C. W.; Jacobsen, H. Angew. Chem. Int. Ed.1996, 35, 1305-1307.
13. Bischof, S. M.; Ess, D. H.; Meier, S. K.; Oxgaard, J.; Nielsen, R. J.; Bhalla, G.; Goddard, W. A.; Periana, R. A. Organometallics.2010, 29, 742-756.
14. Chen, X.; Engle, K. M.; Wang, D. H.; Yu, J. Q. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 5094-5115.
15. Yeung, C. S.; Dong, V. M. Chem. Rev.2011, 111, 1215-1292.
16. Wang, D. H.; Engle, K. M.; Shi, B. F.; Yu, J. Q. Science.2010, 327, 315-319.
17. Tran, D. N.; Cramer, N. Angew. Chem. Int. Ed.2011, 50, 11098-11102.
18. Parthasarathy, K.; Cheng, C. H. J. Org. Chem.2009, 74, 9359-9364.
19. Tsai, C. C.; Shih, W. C.; Fang, C. H.; Li, C. Y.; Ong, T. G.; Yap, G. P. A. J. Am. Chem. Soc.2010, 132.
20. Nakao, Y.; Kanyiva, K. S.; Hiyama, T. I.J. Am. Chem. Soc.2008, 130, 2448-2449.
21. Gao, K.; Yoshikai, N. Angew. Chem. Int. Ed.2011, 50, 6888-6892.
22. Lee, P. S.; Fujita, T.; Yoshikai, N. J. Am. Chem. Soc.2011, 2011, 17283-17295.
23. Wiese, S.; Badiei, Y. M.; Gephart, R. T.; Mossin, S.; Varonka, M. S.; Melzer, M. M.; Meyer, K.; Cundari, T. R.; Warren, T. H. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 8850-8855.
24. Wendlandt, A. E.; Suess, A. M.; Stahl, S. S. Angew. Chem. Int. Ed.2011, 50, 11062-11011-11087.
25. Boorman, T. C., Larrosa, I. Chem. Soc. Rev.2011, 40, 1910-1925.
26. Lu, P.; Boorman, T. C.; Slawin, A. M. Z.; Larrosa, I. J. Am. Chem. Soc.2010, 132, 5580-5581.
27. Lindlar, H.; Dubuis, R. Org, Synth.1973, 5, 880.
28. Rushforth, R. Platinum Metals Review.2004, 48, 30-31.
29. Alberico, D.; Scott, M. E.; Lautens, M. Chem. Rev.2007, 107, 174.
30. Jia, X.; Zhang, S.; Wang, W.; Luo, F.; Cheng, J. Org. Lett.2009, 11, 3120.
31. Park, J.; Park, E.; Kim, A.; Lee, Y.; Chi, K. W.; Kwak, J. H.; Jung, Y. H.; Kim, I. S. Org. Lett.2011, 13, 4390.
32. Wu, Y.; Li, B.; Mao, F.; Li, X.; Kwak, F. Y. Org. Lett.2011, 13, 3258.
33. Huang, Z.; Dong, G. J. Am. Chem. Soc.2013, 135, 17747-17750.
34. Chan, C. W.; Zhou, Z.; Chan, A. C. S.; Yu, W. Y. Org. Lett.2010, 12, 3926.
35. Giri, R.; Chen, X.; Yu, J. Q. Angew. Chem. Int. Ed.2005, 44, 2112.
36. Chu, J. H.; Chen, C. C.; Wu, M. J. Organometallics.2008, 27, 5173-5176.
37. Chen, X.; Goodhue, C. E.; Yu, J. Q. J. Am. Chem. Soc.2006, 128, 12634-12635.
38. Parrish, J. P.; Jung, Y. C.; Shin, S. I.; Jung, K. W. J. Org. Chem.2002, 67, 7127-7130.
39. Byers, P. K.; Canty, A. J.; Skelton, B. W.; White, A. H. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1986, 1722.
40. Bayler, A.; Canty, A. J.; Ryan, J. H.; Skelton, B. W.; White, A. H. Inorg. Chem. Comnum.2000, 3, 575.
41. Hull, K. L.; Lanni, E. L.; Sanford, M. S. J. Am. Chem. Soc.2006, 128, 14047-14049.
42. Tang, S.; Peng, P.; Wang, Z. Q.; Tang, B. X.; Deng, C. L.; Li, J. H.; Zhong, P.; Wang, N. X. Org. Lett. 2008, 10, 1875-1878.
43. Deng, Y.; Chin, Y. W.; Chai, H.; Keller, W. J.; Kinghorn, A. D. J. Nat. Prod. 2007, 70, 2049-2052.
44. Krick, A.; Kehraus, S.; Gerhauser, C.; Klimo, K.; Nieger, M.; Maier, A.; Fiebig, H. H.; Atodiresei, I.; Raabe, G.; Fleischhauer, J.; Konig, G. M. J. Nat. Prod.2007, 70, 353-360.
45. Zhang, C.; Ondeyka, J. G.; Herath, K. B.; Guan, Z.; Collado, J.; Platas, G.; Pelaez, F.; Leavitt, P. S.; Gurnett, A.; Nare, B.; Liberator, P.; Singh, S. B. J. Nat. Prod.2005, 68, 611-613.
46. Huang, Y. C.; Majumdar, K. K.; Cheng, C. H. J. Org, Chem.2002, 67, 1682-1684.
47. Pucheault, M.; Darses, S.; Genet, J. P. J. Am. Chem. Soc.2004, 47, 15356-15357.
48. Ko, S.; Kang, B.; Chang, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 455-457.
49. Baslé, O.; Bidange, J.; Shuai, Q.; Li, C.-J. Adv. Synth. Catal.2010, 352, 1145-1149.
50. Banerjee, A.; Santra, S. K.; Guin, S.; Rout, S. K.; Patel, B. K. Eur. J. Org. Chem.2013, 7, 1367-1376.
51. Yao, J.; Feng, R.; Wu, Z.; Liu, Z.; Zhang, Y. Adv. Synth. Catal.2013, 355, 1517-1522.
52. Kim, M.; Sharma, S.; Park, J.; Kim, M.; Choi, Y.; Jeon, Y.; Kwak, J. H.; Kim, I. S. Tetrahedron.2013, 69, 6552-6559.
53. Maiti, D.; Buchwald, S. L. J. Org, Chem.2010, 75, 1791.
54. Guin, S.; Rout, S. K.; Banerjee, A.; Nandi, S.; Patel, B. K. Org. Lett.2012, 14, 5294-5297.
55. Wu, Y.; Choy, P. Y.; Mao, F.; Kwong, F. Y. Chem. Commun.2013, 49, 689-691.
56. Lamberson, C. R.; Xu, L.; Muchalski, H.; Montenegro-Burke, J. R.; Shmanai, V. V.; Bekish, A. V.; McLean, J. A.; Clarke, C. F.; Shchepinov, M. S.; Porter, N. A. J. Am. Chem. Soc.2014, 136, 838-841.
57. Simmons, E. M.; Hartwig, J. F. Angew. Chem. Int. Ed.2012, 51, 3066-3072.
58. Chu, J. H.; Lin, P. S.; Wu, M. J. Organometallics.2010, 29, 4058-4065.
59 Hu, Q. F.; Zhou, B.; Huang, J. M.; Gao, X. M.; Shu, L. D.; Yang, G. Y.; Che, C. T. J. Nat. Prod.2013, 76, 292-296.
60. Chen, Y.; Li, Y.; Qing, C.; Zhang, Y.; Wang, L.; Liu, Y. Food Chem.2008, 108, 973-976.
61. Sreenivas, D. K.; Nagarajan, R. Synlett.2012, 23, 1007-1012.
62. Gandeepan, P.; Hung, C. H.; Cheng, C. H. Chem. Commun.2012, 48, 9379-9381.
電子全文 Fulltext
本電子全文僅授權使用者為學術研究之目的,進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。請遵守中華民國著作權法之相關規定,切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送,以免觸法。
論文使用權限 Thesis access permission:自定論文開放時間 user define
開放時間 Available:
校內 Campus: 已公開 available
校外 Off-campus: 已公開 available


紙本論文 Printed copies
紙本論文的公開資訊在102學年度以後相對較為完整。如果需要查詢101學年度以前的紙本論文公開資訊,請聯繫圖資處紙本論文服務櫃台。如有不便之處敬請見諒。
開放時間 available 已公開 available

QR Code