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研究生: 黃俊霖
Huang, Chun-Lin
論文名稱: 鈀催化環化反應:合成高曲度的五苯稠合碗烯
Palladium-Catalyzed Annulation: Synthesis of Highly Curved PentaBenzo-Fused Corannulene
指導教授: 吳耀庭
Wu, Yao-Ting
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2023
畢業學年度: 111
語文別: 中文
論文頁數: 59
中文關鍵詞: 碗型分子碗烯衍生物鈀催化六員環化
外文關鍵詞: Buckybowls, Palladium-Catalyzed, Corannulene derivatives, Hexannulation
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  • 2015年,Ito教授成功地合成了雜氮苯稠合碗烯(4),並利用該合成方法同步合成了大量化合物4的衍生物,以進一步研究這類化合物的性質,讓世人對它們有更深入的了解。為了更全面地瞭解這種結構的性質,本論文旨在於溶液相中、溫和條件下合成無異原子的苯稠合碗烯(23),並研究該化合物的碗型深度和曲度。同時,作為C80的次結構之一,我們將利用化合物23來探討C80的性質。
    利用前人的合成方法,我們對前人結構進行官能基的修改,成功合成出化合物23的前驅物28。然而,在進行鈀催化環化反應時,受到結構上具有酸性氫的影響,使得無法成功合成化合物23。為了克服這個問題,我們稍微調整了合成路徑,嘗試使用保護基來保護具有酸性氫的位置,然後進行鈀催化環化反應。在這個過程中,我們嘗試了兩種簡單的保護基,分別是化合物27與化合物32,受限於反應中官能基耐受度,只有化合物32成功合成化合物33與化合物34。隨後,我們進一步優化了溫度和反應時間,以獲得化合物33的最高產率。未來,我們仍需找到合適的條件進行去保護反應,或是嘗試另外的保護基,以獲得我們期待的化合物23。

    After Professor Ito's successful synthesis of benzene-fused hub-azacorannulene derivatives, which exhibited unique structural and physical properties, our interest was sparked to further explore the characteristics of this carbon-only-containing structure. As a result, we embarked on pursuing the synthesis of benzene-fused corannulene (23). The primary objective of this study was to develop a convenient method for synthesizing compound 23 in the solution phase under mild conditions. Furthermore, we aimed to investigate the bowl depth and POAV pyramidalization angle of compound 23 to gain a deeper understanding of its structural properties.
    Based on previous studies, we proceeded to modify the functional groups of the precursor compounds. Consequently, we successfully synthesized the precursor compound 28. However, during the palladium-catalyzed annulation, the presence of acidic hydrogen hindered the successful synthesis of compound 23. To overcome this issue, we attempted to use protective groups to shield the positions with acidic hydrogen. In this process, we explored two simple protective groups, compound 27 and compound 32. However, due to limitations in functional group tolerance, only compound 32 successful synthesized compounds 33 and 34. Moreover, we further optimized the condition to achieve the highest yield of compound 33.

    中文摘要 i 謝誌 vii 表目錄 xi 圖目錄 xii 壹、緒論 1 一、富勒烯 (Fullerene) 1 二、碗形化合物的發展 2 1. Sumanene (1)的合成工作 3 2. 碗烯(2)的合成工作 5 3. [5,5] nanotube (3)的合成工作 6 4. 雜氮碗烯衍生物的合成工作 7 三、研究動機及目標 9 貳、結果與討論 10 一、合成設計 10 二、化合物26之合成 11 三、化合物27之合成 12 四、化合物28之合成 14 五、化合物23之嘗試合成 14 1. 化合物28為反應物 14 2. 化合物27為反應物 16 3. 合成化合物23之前驅物 17 六、結構分析 20 1.化合物32a 20 2.化合物33 20 3.化合物34 23 七、理論計算 24 1.化合物23 24 2化合物33 25 八、光物理性質分析 26 參、結論 29 肆、實驗 30 一、試劑名稱與縮寫對照表 30 二、實驗儀器與實驗操作 30 伍、參考文獻 35 陸、附錄 38 一、晶體數據 38 二、NMR光譜 52

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