在第一個章節裡，我們研究利用金催化劑，催化縮醛與烯烴進行氧雜波瓦羅夫反應。我們使用IPrAuCl與AgSbF6組合的IPrAuSbF6來催化反應，可以成功得到反應後的Dihydrobenzopyran產物，並有著許多不同的取代基。因此我們能夠運用此方法在對於合成天然物如：Flavan等有很大的幫助。
　　我們進一步將反應透過手性金催化劑(R)-BINAP(AuCl)2搭配助催化劑NaBARF來進行反應，使產物能夠有特定的鏡像選擇性。
　　在第二個章節中，我們利用銅催化劑在氧氣系統中催化N-羥胺分子進行氧化反應，可以得到硝酮中間產物，接著再與親核試劑進行一鍋化反應。
　　另一方面我們改變N-羥胺基質的結構後一樣進行銅催化需氧氧化反應，分別與水和醇類分子擔任親核試劑的角色進行反應，可以成功地得到β-oxoamides及3-substituted 3-amino-2-en-1-ones兩種不同產物。接著我們改變溶劑和反應溫度後，可以開發出一涉及克萊森重排的連續反應，進而再接著提供出具有分子複雜性的新產物2-allyl-3-oxoamides。

　　We reported new oxa-Povarov reactions involving readily available diaryloxymethylacetals and benzothiophene-substituted alkenes; their [4+2]-cycloadditions were efficiently catalyzed by IPrAuSbF6 with high diastereoselectivity.And this new synthesis is to provide a rapid entry to a dihydrobenzopyran core that is commonly found in numerous biologically active natural compounds.
　　Furthermore, we also used chiral catalyst (R)-(+)-BINAP(AuCl)2 with a cocatalyst NaBARF to catalyze this synthesis.
　　We discovered copper-catalyzed aerobic oxidations of N-hydroxylamines to form nitrones. And with nucleophiles, we could get tetra-substituted nitrone by an one-pot reaction.
　　On the other hand, we changed the structure of N-hydroxylamine substrate to undergo copper-catalyzed aerobic oxidations, with nucleophilic reagents like water and alcohols, we could successfully get β-oxoamides and 3-substituted 3-amino-2-en-1-ones two different products. Then we changed the reaction condition, we provided new products 2-allyl-3-oxoamides with molecular complexity, which involving a Claisen rearrangement.

目錄
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅲ
縮寫對照表 Ⅴ
目 錄 Ⅵ
圖 目 錄 XⅣ
表 目 錄 XⅦ

第一章 金催化縮醛與烯烴之氧雜波瓦羅夫反應

第一節 緒論 1
第二節 文獻回顧 2
2-1 波瓦羅夫反應 (Povarov Reaction) 2
2-2 鈧金屬催化亞胺類化合物環化反應 2
2-3 布忍斯特酸催化醛亞胺進行波瓦羅夫反應 3
2-4 布忍斯特酸催化Three-Component的波瓦羅夫反應 4
2-5 氧雜波瓦羅夫反應 (Oxa-Povarov Reaction) 5
第三節 結果與討論 6
3-1 實驗動機與構思 6
3-2 基質I-1與基質I-2反應 6
3-3 雜環烯烴不同官能基容忍度測試 8
3-4 反應的立體鏡像選擇性測試 9
3-5 助催化劑對產物的鏡像選擇性測試 12
3-6 手性配位基催化劑測試 14
3-7 溶劑對產物鏡像選擇性測試 16
3-8 基質11取代不同官能基對反應鏡像選擇性的測試 18
3-9 反應機構探討 20
第四節 結論 21
第五節 實驗部分 23
5-1 實驗的一般操作 23
5-2 基質合成 25
5-3 金催化劑製備 35
5-4 催化步驟 38
第六節 參考文獻 39
第七節 光譜資料 41
7-1 基質與產物 41
7-2 手性金催化劑 52
第八節 X-ray單晶繞射資料 55
第二章 銅催化N-羥胺之需氧氧化反應

第一節 緒論 64
第二節 文獻回顧 65
2-1 N-羥胺類分子行氧化反應 65
2-2 鋅催化需氧Cross Dehydrogenative Coupling反應 66
2-3 曼尼希反應 (Mannich Reaction) 67
2-4 氧化曼尼希反應 (Oxidative Mannich Reaction) 67
2-5 銅催化三級胺行Cross Dehydrogenative Coupling反應 68
2-6 銅催化三級胺行需氧氧化反應 69
第三節 結果與討論 70
3-1 實驗動機與構思 70
3-2 銅催化N-羥胺基質進行反應及官能基容忍度測試 70
3-3 基質II-1與苯乙炔進行一鍋化反應測試 72
3-4 基質II-11銅催化反應條件測試 74
3-5 基質II-11與醇類分子之銅催化反應測試 75
3-6 反應機構探討 78
第四節 結論 80
第五節 實驗部分 81
5-1 實驗的一般操作 81
5-2 基質合成 83
5-3 催化步驟 94
第六節 參考文獻 98
第七節 光譜資料 102

第三章 光譜圖

化合物I-1的1H-NMR光譜圖 112
化合物I-1的13C-NMR光譜圖 113
化合物I-2的1H-NMR光譜圖 114
化合物I-2的13C-NMR光譜圖 115
化合物I-3的1H-NMR光譜圖 116
化合物I-3的13C-NMR光譜圖 117
化合物I-4的1H-NMR光譜圖 118
化合物I-4的13C-NMR光譜圖 119
化合物I-5的1H-NMR光譜圖 120
化合物I-5的13C-NMR光譜圖 121
化合物I-6的1H-NMR光譜圖 122
化合物I-6的13C-NMR光譜圖 123
化合物I-7的1H-NMR光譜圖 124
化合物I-7的13C-NMR光譜圖 125
化合物I-8的1H-NMR光譜圖 126
化合物I-8的13C-NMR光譜圖 127
化合物I-9的1H-NMR光譜圖 128
化合物I-9的13C-NMR光譜圖 129
化合物I-10的1H-NMR光譜圖 130
化合物I-10的13C-NMR光譜圖 131
化合物I-11的1H-NMR光譜圖 132
化合物I-11的13C-NMR光譜圖 133
化合物I-12的1H-NMR光譜圖 134
化合物I-12的13C-NMR光譜圖 135
化合物I-13的1H-NMR光譜圖 136
化合物I-13的13C-NMR光譜圖 137
化合物I-14的1H-NMR光譜圖 138
化合物I-14的13C-NMR光譜圖 139
化合物I-15的1H-NMR光譜圖 140
化合物I-15的13C-NMR光譜圖 141
IPrAuCl的1H-NMR光譜圖 142
(R)-(+)-BINAP(AuCl)2的1H-NMR光譜圖 143
(R)-(+)-DM-BINAP(AuCl)2的1H-NMR光譜圖 144
(R)-(+)-T-BINAP(AuCl)2的1H-NMR光譜圖 145
(R)-(+)-MeO-BIPHEP(AuCl)2的1H-NMR光譜圖 146
(2R, 3R)-(+)-CHIRAPHOS(AuCl)2的1H-NMR光譜圖 147
化合物I-3的1H-NOE光譜圖 148
化合物I-3的1H-NOE光譜圖 149
化合物I-3的1H-NOE光譜圖 150
化合物I-3的1H-NOE光譜圖 151
化合物I-9的1H-NOE光譜圖 152
化合物I-9的1H-NOE光譜圖 153
化合物I-9的1H-NOE光譜圖 154
化合物I-9的1H-NOE光譜圖 155
化合物I-9的HPLC光譜圖 156
化合物I-9的HPLC光譜圖 157
化合物II-1的1H-NMR光譜圖 158
化合物II-1的13C-NMR光譜圖 159
化合物II-2的1H-NMR光譜圖 160
化合物II-2的13C-NMR光譜圖 161
化合物II-3的1H-NMR光譜圖 162
化合物II-3的13C-NMR光譜圖 163
化合物II-4的1H-NMR光譜圖 164
化合物II-4的13C-NMR光譜圖 165
化合物II-5的1H-NMR光譜圖 166
化合物II-5的13C-NMR光譜圖 167
化合物II-6的1H-NMR光譜圖 168
化合物II-6的13C-NMR光譜圖 169
化合物II-7的1H-NMR光譜圖 170
化合物II-7的13C-NMR光譜圖 171
化合物II-8的1H-NMR光譜圖 172
化合物II-8的13C-NMR光譜圖 173
化合物II-9的1H-NMR光譜圖 174
化合物II-9的13C-NMR光譜圖 175
化合物II-10的1H-NMR光譜圖 176
化合物II-10的13C-NMR光譜圖 177
化合物II-11的1H-NMR光譜圖 178
化合物II-11的13C-NMR光譜圖 179
化合物II-12的1H-NMR光譜圖 180
化合物II-12的13C-NMR光譜圖 181
化合物II-13的1H-NMR光譜圖 182
化合物II-13的13C-NMR光譜圖 183
化合物II-14的1H-NMR光譜圖 184
化合物II-14的13C-NMR光譜圖 185
化合物II-15的1H-NMR光譜圖 186
化合物II-15的13C-NMR光譜圖 187
化合物II-16的1H-NMR光譜圖 188
化合物II-16的13C-NMR光譜圖 189
化合物II-17的1H-NMR光譜圖 190
化合物II-17的13C-NMR光譜圖 191
化合物II-13的1H-NOE光譜圖 192
化合物II-13的1H-NOE光譜圖 193
化合物II-14的1H-NOE光譜圖 194
化合物II-14的1H-NOE光譜圖 195
化合物II-15的1H-NOE光譜圖 196
化合物II-15的1H-NOE光譜圖 197


圖目錄

圖一、狄耳士–阿德爾反應 1
圖二、波瓦羅夫反應 2
圖三、亞胺類化合物環化反應 3
圖四、醛亞胺與乙烯基醚進行波瓦羅夫反應 3
圖五、Three-Component波瓦羅夫反應 4
圖六、氧雜波瓦羅夫反應 5
圖七、基質I-1與I-2 (2-vinyl benzothiophene)反應 7
圖八、化合物I-3的NOE實驗結果 7
圖九、手性配位基金催化劑 16
圖十、反應機構I 20
圖十一、生物活性分子 21
圖十二、化合物(+)-I-9最佳鏡像選擇性HPLC圖 22
圖十三、基質I-1合成流程圖 25
圖十四、基質I-2合成流程圖 26
圖十五、基質I-4合成流程圖 28
圖十六、基質I-5合成流程圖 29
圖十七、基質I-6、I-7合成流程圖 30
圖十八、基質I-8合成流程圖 31
圖十九，基質I-12合成流程圖 33
圖二十、基質I-13合成流程圖 34
圖二十一、催化劑IPrAuCl的製備流程圖 35
圖二十二、催化劑(R)-(+)-BINAP(AuCl)2的製備流程圖 36
圖二十三、金催化反應 38
圖二十四、化合物I-9單晶繞射圖 55
圖二十五、亞胺離子與親核試劑反應 64
圖二十六、氧化銀氧化反應 65
圖二十七、醋酸銅氧化反應 65
圖二十八、鋅金屬催化需氧CDC反應 66
圖二十九、曼尼希反應 67
圖三十、氧化曼尼希反應 68
圖三十一、銅催化CDC反應 68
圖三十二、銅催化需氧氧化反應 69
圖三十三、基質II-1與銅催化劑反應 71
圖三十四、反應機構II 79
圖三十五、基質II-1合成流程圖 83
圖三十六、基質II-3合成流程圖 85
圖三十七、基質II-4合成流程圖 86
圖三十八、氧基質II-5合成流程圖 88
圖三十九、基質II-6合成流程圖 89
圖四十、基質II-11合成流程圖 90
圖四十一、銅催化基質II-1反應 94
圖四十二、銅催化基質II-1與苯乙炔一鍋化反應 94
圖四十三、銅催化基質II-11反應 95
圖四十四、銅催化基質II-11與烯丙醇反應 96
圖四十五、銅催化基質II-11與烯丙醇行克萊森重排反應 96



















表目錄

表一、雜環烯烴類分子官能基容忍度測試 9
表二、立體鏡像選擇性測試 11
表三、助催化劑對鏡像選擇性測試 13
表四、手性配位基金催化劑對鏡像選擇性測試 15
表五、溶劑對鏡像選擇性測試 17
表六、官能基對鏡像選擇性測試 19
表七、 N-羥胺官能基容忍度測試 71
表八、基質II-1與苯乙炔一鍋化反應條件測試 73
表九、基質II-11催化劑條件測試 75
表十、基質II-11與不同醇類分子反應條件測試 77

第一章
[1] Povarov reactions refer to the formal [4+2]-cycloadditions of N-aryl imines with enol ethers or enamines. See reviews: a) L. S. Povarov, Russ. Chem. Rev. 1967, 36, 656; b) V. V. Kouznetsov, Tetrahedron 2009, 65, 2721; c) D. Bello, R. Ramón, R. Lavilla, Curr. Org. Chem. 2010, 14, 332; d) M. A. McCarrick, Y. D. Wu, K. N. Houk, J. Org. Chem. 1993, 58, 3330; e) A. Whiting, C. M. Windsor, Tetrahedron 1998, 54, 6035.
[2] Povarov reactions catalyzed by Brønsted acids, see selected examples: a) H. Xu, S. J. Zuend, M. G. Woll, Y. Tao, E. N. Jacobson, Science, 2010, 327, 987; b) T. Akiyama, H. Morita, K. Fuchibe, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13070; c) H. Liu, G. Dagousset, G. Masson, P. Retailleau, J. Zhu, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4598; d) G. Dagousset, J. Zhu, G. Masson, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133,14804; e) G. Bergonzini, L. Gramigna, A. Mazzanti, M. Fochi, L. Bernardi, A. Ricci, Chem. Commun. 2010, 46, 327.
[3] D. Cheng, J. Zhou, E. Saiah, G. Beaton, Org. Lett. 2002, 4, 4411.
[4] T. Akiyama, H. Morita, K. Fuchibe, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13070.
[5] L. He, M. Bekkaye, P. Retailleau, G. Masson, Org. Lett. 2012, 14, 3158.
[6] R. R. Taylor, R. A. Batey, J. Org. Chem. 2013, 78, 1404.
[7] A. M. Jadhav, V. V. Pagar, R.-S. Liu, Angew. Chem., Int.Ed. 2012, 51, 11809.
[8] Y. Huang, J. Zhang, T. R. R. Pettus, Org. Lett. 2005, 7, 5841.
[9] A. R. Tapas, D. M. Sakarkar, R. B. Kakde, Trop. J. Pharm. Res. 2008, 7, 1089.
[10] a) A. KamaI-Eldin, L. A. Appelqvist, Lipids, 1996, 31, 671; b) Y. Sakuragi, H. Maeda, D. DellaPenna, A. Donald, D.A. Bryant, Plant Physiology, 2006, 141, 508.

第二章
[1] T. Sasaki, K. Mori, M. Ohno, Synthesis. 1985, #3, 279.
[2] R. S. Iyer, G.-H. Kuo, P. Helquist, J. Org. Chem. 1985,50, 5900.
[3] S. Murarka, A. Studer, Org. Lett. 2011, 13, 2746.
[4] a) G. Casiraghi, L. Battistini, C. Curti, G. Rassu, F. Zanardi, Chem. Rev. 2011, 111, 3076.; b) B. B. Toure, D. G. Hall, Chem. Rev. 2009, 109, 4439.
[5] Selected examples: a) J. Zhang, B. Tiwari, C. Xing, X. Chen, Y. R. Chi, Angew. Chem. 2012, 124, 3709; Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 3649; b) M. Ghobrial, M. Schürch, M. D. Mihovilovic, J. Org. Chem. 2011, 76, 8781; c) J. Xie, Z.-Z. Huang, Angew. Chem. 2010, 122, 10379; Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 10181; d) L. Zhao, C.-J. Li, Angew. Chem. 2008, 120, 7183; Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 7075.
[6] a) W. Han, A. R. Ofial, Chem. Commun. 2009, 5024; b) P. Liu, C.-Y. Zhou, S. Xiang, C.-M. Che, Chem. Commun. 2010, 46, 2739; c) G. Kumaraswamy, A. N. Murthy, A. Pitchaiah, J. Org. Chem. 2010, 75, 3916; d) E. Shirakawa, N. Uchiyama, T. Hayashi, J. Org. Chem. 2011, 76, 25; e) M. Ghobrial, K. Harhammer, M. D. Mihovilovic, M. Schnürch, Chem. Commun. 2010, 46, 8836; f) C. M. R. Volla, P. Vogel, Org. Lett. 2009, 11, 1701.
[7] a) M.-Z. Wang, C.-Y. Zhou, M.-K. Wong, C.-M. Che, Chem.-Eur. J. 2010, 16, 5723; b) S.-I. Murahashi, T. Naota, K. Yonemura, J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 8256; c) S.-I. Murahashi, T. Naota, T. Kuwabara, T. Saito, H. Kumobayashi, S. Akutagawa, J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 7820.
[8] a) A. J. Catino, J. M. Nichols, B. J. Nettles, M. P. Doyle, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 5648; b) M. O. Ratnikov, M. P. Doyle, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1549.
[9] a) A. Sud, D. Sureshkumar, M. Klussmann, Chem. Commun. 2009, 3169; b) S. Singhal, S. L. Jain, B. Sain, Chem. Commun. 2009, 2371.
[10] a) E. Boess, D. Sureshkumar, A. Sud, C. Wirtz, C. Farès, M. Klussmann, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8106; b) O. Baslé, C.-J. Li, Green Chem. 2007, 9, 1047; c) Y. Shen, M. Li, S. Wang, T. Zhan, Z. Tan, C.-C. Guo, Chem. Commun. 2009, 953; d) O. Baslé, C.-J. Li, Chem. Commun. 2009, 4124; f) J.-S. Tian, T.-P. Loh, Angew. Chem. 2010, 122, 8595; Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 8417.
[11] a) S.-I. Murahashi, N. Komiya, H. Terai, T. Nakae, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15312; b) S.-I. Murahashi, T. Saito, T. Naota, H. Kumobayashi, S. Akutagawa, Tetrahedron Lett. 1991, 32, 5991; c) S.-I. Murahashi, T. Nakae, H. Terai, N. Komiya, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11005; d) A. Yu, Z. Gu, D. Chen, W. He, P. Tan, J. Xiang, Catal. Commun. 2009, 11, 162.
[12] K. Alagiri, K. R. Prabhu, Org. Biomol. Chem. 2012, 10, 835.
[13] M. O. Ratnikov, X. Xu, M. P. Doyle, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 9475.
[14] a) A. G. Condie, J. C. González-Gómez, C. R. J. Stephenson, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1464; b) D. B. Freeman, L. Furst, A. G. Condie, C. R. J. Stephenson, Org. Lett. 2012, 14, 94.
[15] F. Yang, J. Li, J. Xie, Z.-Z. Huang, Org. Lett. 2010, 12, 5214.
[16] E. Boess, C. Schmitz, M. Klussmann, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5317.
[17] For generation of amidoxyl radicals from metal-free aerobic oxidations of N-hydroxyamines, see selected examples: a) C. Berti, L. Grierson, J. A.-M. Grimes, M. J. Perkins, B. Terem, Angew. Chem. 1990, 102, 684; Angew. Chem. Int. Ed. 1990, 29, 653; b) V. A. Schmidt, E. J. Alexanian, Angew. Chem. 2010, 122, 4593; Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 4491; c) V. A. Schmidt, E. J. Alexanian, Chem. Sci. 2012, 3, 1672.