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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 |
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系所名稱 Department |
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畢業學年期 Year, semester |
語文別 Language |
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學位類別 Degree |
頁數 Number of pages |
260 |
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研究生 Author |
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指導教授 Advisor |
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召集委員 Convenor |
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口試委員 Advisory Committee |
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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 |
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統計 Statistics |
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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 |
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