可见光诱导催化的N-H键断裂形成亚胺自由基合成异喹啉类化合物的研究

摘要

含氮杂环化合物不仅广泛存在于天然产物和生物活性分子中，在有机合成、药物以及功能材料方面也有很多应用。近年来，探索新的C-N 键构筑策略激发了化学家们浓厚的兴趣，在这个领域涌现出了很多优秀的研究工作。以氮为中心的自由基在化学转化中起着重要的作用，是一种多功能的合成中间体。 本文主要介绍了使用Acr+-Mes ClO4?和新合成的钴催化剂[Co(dmgH)2(4-CONMe2Py)Cl]实现了可见光诱导催化芳烃亚胺和炔烃的脱氢偶联合成异喹啉类化合物的新型方法。本论文共分为两章： 第一章，综述了近年来含氮化合物及氮自由基的发展和应用。其中包含了过渡金属催化氮自由基反应、光诱导催化氮自由基反应以及电催化氮自由基反应的研究进展。 第二章，详细介绍了可见光诱导催化 N-H 键断裂形成亚胺自由基并合成异喹啉类化合物的研究。我们首先以对甲基二苯甲酮亚胺和二苯乙炔为模板底物，进行了光敏剂、催化剂、溶剂类型及用量等条件的筛选。最终确定Acr+-Mes ClO4?为光敏剂、新合成的钴催化剂为催化剂以及用二氯甲烷作为溶剂实现了可见光诱导催化合成异喹啉类化合物的新方法。此方法同时构建了两个化学键，只有氢气作为唯一的副产物释放出来。本文根据荧光淬灭实验、循环伏安法以及量子产率等一系列实验提出了可能的反应机理，N-H键断裂形成亚胺自由基是反应的关键步骤，生成的亚胺自由基启动了C-C/C-N键的构筑过程。在机理的探究中发现，光敏剂的氧化淬灭和还原淬灭同时进行。本文利用此方法，合成了一系列不同类型的异喹啉类化合物。该方法为合成多芳烃杂环化合物提供了条件温和、高原子经济性的有效途径。

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