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研究生： 楊証皓
Yang, Cheng-Hao
論文名稱： 乙醯胺類衍生物藉由銅離子氧化性自由基反應合成吲哚-2-酮類衍生物之研究
Synthesis of Indol-2-ones from Acetamide Derivatives via Copper Ion Oxidative Free Radical Reaction
指導教授： 莊治平
Chuang, Che-Ping
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： 2016
畢業學年度： 104
語文別： 中文
論文頁數： 108
中文關鍵詞： 自由基 、乙醯丙酮酸銅 、吲哚酮
外文關鍵詞： radical, copper acetylacetonate, indolone
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    • 過去三十年來，自由基在有機合成反應中扮演著相當重要的角色，由最初的有機型自由基引發劑，經由物理性或化學性的作用生成自由基，到近年來金屬氧化性的反應。金屬氧化性反應是藉由過渡金屬含有多個氧化態的方式，使反應物生成自由基，並進一步的去做合環反應。
    本篇論文將使用乙醯丙酮酸銅(Ⅱ)作為還原劑，鄰二氮菲作為配位基，對N-苄基-2-溴-2-甲基-N-苯基丙醯胺類化合物與2-溴-2-甲基-N-(4-甲苯基)-N-(苯磺醯基)丙醯胺類化合物進行金屬還原性自由基反應生成吲哚-2-酮類化合物與2-甲基-2-苯基-N-(4-甲苯基)丙醯胺類化合物。

    According to the recent literatures, most of the methods use the radical initiator or metal to generate radical group. Afterward the radical group can undergo the addition reaction with unsaturated bond of the reactant, then the reactant do the cyclization to synthesis indol-2-one further. In this thesis, we synthesis the compounds which have a bromide group as reactants. We use the copper(II) acetylacetonate as an oxidant, and phenanthroline as a ligand to react with our reactant. The reactant may generate stably radical, and then that do cyclization reaction directly. The results show that we can use this method to synthesize a variety of indol-2-one derivatives, and this method is applicable to a variety of functional groups.

    一、 前言……………………………………………………………………1 二、 研究背景與動機 第一節 合成吲哚-2-酮衍生物………………………………………4 第二節 醯胺化合物的螺性環合反應………………………………10 第三節 銅試劑的催化反應…………………………………………13 三、 結果與討論 第一章 利用乙醯丙酮酸銅(II)行還原性自由基環合反應生成吲哚-2-酮類化合物…………………………………………………………18 第一節 合成N-苄基苯胺類化合物…………………………………20 第二節 合成N-苄基-2-吡啶胺類化合物……………………………23 第三節 合成N-苄基-2-溴-2-甲基-N-苯基丙醯胺類化合物………24 第四節 合成N-苄基-2-溴-2-甲基-N-(2-吡啶)丙醯胺類化合物……27 第五節 合成3,3-二甲基-1-苄基吲哚-2-酮化合物…………………28 第六節 合成1-苄基-3,3-二甲基-1H-吡咯[2,3-b]吡啶-2(3H)-酮類化合物…………………………………………………………40 第七節 金屬還原性反應機構探討…………………………………42 第二章 利用乙醯丙酮酸銅(II)行還原性自由基環合反應生成2-甲基-2- 苯基-N-(4-甲苯基)丙醯胺類化合物……………………………45 第一節 合成N-(4-甲苯基)苯磺醯胺類化合物……………………47 第二節 合成2-溴-2-甲基-N-(4-甲苯基)-N-(苯磺醯基)丙醯胺類化合物……………………………………………………………49 第三節 合成2-甲基-2-苯基-N-(4-甲苯基)丙醯胺類化合物………52 第三章 一級與二級自由基反應的探討…………………………………56 四、 實驗部分……………………………………………………………59 (1) N-苄基苯胺類化合物與2-溴-2-甲基丙醯溴進行醯化反應的一般步驟…………………………………………………………60 (2) N-苄基-4-吡啶胺類化合物與2-溴-2-甲基丙醯溴進行醯化反應的一般步驟……………………………………………………71 (3) N-苄基-2-溴-2-甲基-N-苯基丙醯胺類化合物與乙醯丙酮酸銅(II)的自由基反應一般步驟………………………………72 (4) N-苄基-2-溴-2-甲基-N-(2-吡啶)丙醯胺類化合物與乙醯丙酮酸銅(II)的自由基反應一般步驟…………………………81 (5) N-苄基-2-溴-2-甲基-N-苯基丙醯胺類化合物與乙醯丙酮酸銅(II)和2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物的自由基反應一般步驟………………………………………………………………83 (6) N-苄基-2-溴-2-甲基-N-苯基丙醯胺類化合物與乙醯丙酮酸銅(II)和2,6-二第三丁基對甲酚的自由基反應一般步驟……84 (7) N-(4-甲苯基)苯磺醯胺類化合物與2-溴-2-甲基丙醯溴進行醯化反應的一般步驟……………………………………………84 (8) 2-溴-2-甲基-N-(4-甲苯基)-N-(苯磺醯基)丙醯胺類化合物與乙醯丙酮酸銅(II)的自由基反應一般步驟…………………89 參考資料……………………………………………………………………95 1H、13C NMR光譜資料……………………………………………………97 表一 合成N-苄基苯胺類化合物………………………………………20 表二 合成N-苄基-2-吡啶胺類化合物…………………………………23 表三 合成N-苄基-2-溴-2-甲基-N-苯基丙醯胺類化合物………………24 表四 合成N-苄基-2-溴-2-甲基-N-(2-吡啶)丙醯胺類化合物…………27 表五 合成3,3-二甲基-1-苄基吲哚-2-酮類化合物……………………28 表六 利用金屬為催化劑，過氧化叔丁醇作為氧化劑的方式合成化合物…………………………………………………………………31 表七 合成3,3-二甲基-1-苄基吲哚-2-酮類化合物……………………33 表八 合成1-苯基-3,3-二甲基-1H-吡咯[2,3-b]吡啶-2(3H)-酮類化合物40 表九 自由基抑制劑2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物對合環反應的影響42 表十 自由基抑制劑2,6-二第三丁基對甲酚對合環反應的影響………43 表十一 合成N-(4-甲苯基)苯磺醯胺類化合物…………………………47 表十二 合成2-溴-2-甲基-N-(4-甲苯基)-N-(苯磺醯基)丙醯胺類化合物49 表十三 合成2-甲基-2-苯基-N-(4-甲苯基)丙醯胺類化合物……………52 表十四 探討二級自由基的反應…………………………………………57 流程一 合成2-吲哚酮類化合物文獻回顧………………………………5 流程二 合成2-吲哚酮類化合物文獻回顧………………………………6 流程三 合成2-吲哚酮類化合物文獻回顧………………………………7 流程四 合成2-吲哚酮類化合物文獻回顧………………………………8 流程五 合成2-吲哚酮類化合物文獻回顧………………………………9 流程六 醯胺化合物的螺性環合反應……………………………………11 流程七 醯胺化合物的螺性環合反應……………………………………12 流程八 Ulmann reaction 反應機構………………………………………13 流程九 溴化亞銅起始之氧化性自由基反應文獻回顧…………………14 流程十 銅催化之氧化性自由基反應文獻回顧…………………………15 流程十一 氯化銅(Ⅱ)催化之氧化性自由基反應文獻回………………17 流程十二 苯胺類化合物的還原胺化反應………………………………22 流程十三 N-苄基苯胺類化合物的醯化反應……………………………26 流程十四 N-苄基-2-溴-2-甲基-N-苯基丙醯胺類化合物與乙醯丙酮酸銅的還原反應……………………………………………………36 流程十五 4-甲基苯胺類化合物的加成消去反應………………………48 流程十六 N-(4-甲苯基)苯磺醯胺類化合物的醯化反應……………51 流程十七 2-溴-2-甲基-N-(4-甲苯基)-N-(苯磺醯基)丙醯胺類化合物與乙醯丙酮酸銅的反應………………………………………51 圖示一 鄰位取代基立體效應……………………………………………37 圖示二 2-溴-N-(2-溴苯基)-2-甲基-N-(2,4,6-三甲基苄基)丙醯胺化合物反應途徑……………………………………………………………38 圖示三 2-溴-N-(2-氰苯基)-2-甲基-N-(2,4,6-三甲基苄基)丙醯胺化合物反應途徑……………………………………………………………39

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