可见光催化下香豆素的[2+2]环加成反应及甲基丙烯酸甲酯的聚合反应研究

摘要

可见光是地表太阳能的主要组成，是一种廉价、无污染且无限可得的清洁能源。用可见光为能源驱使化学反应符合人类社会对可持续化学发展的要求。迄今为止，可见光催化已经成为诸多学科的研究热点。在本论文中，我们首先对近几年可见光催化在有机合成中的应用做了简明的综述，通过大量的文献背景，引证了可见光催化在有机合成中占据的重要地位。研究了可见光催化下3-羧酸酯香豆素与缺电子烯烃分子间的[2+2]环加成反应及甲基丙烯酸甲酯的活性可控自由基聚合反应。
　　本研究主要内容包括：⑴室温下，以双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱(FIrPic)作为光氧化还原催化剂，使用3W的蓝色LED灯为光源，合成了一系列具有环丁烷骨架的非对映异构体的目标产物。该[2+2]环加成反应除了催化量的光敏剂 FIrPic外，无需加入其它辅助试剂，并且对底物的适用性非常广泛。这两种非对映异构体可以在温和的条件下发生开环反应，得到只有一种相对构型的二苯并四氢呋喃衍生物。该类骨架的化合物存在于天然产物中，且具有良好的生物活性，显示该合成策略具有潜在的应用价值。通过一系列的反应机理研究，我们发现该可见光催化的[2+2]环加成反应是通过能量转移机制进行的。这是可见光催化领域为数不多的能量转移反应之一。由于能量转移机制可避免可见光氧化-还原循环对电位的严苛要求，该研究结果对扩展可见光催化反应的应用范围具有积极的意义。⑵发展了一种可见光催化的活性可控自由基聚合反应。室温下，以α-溴羰基化合物为引发剂，fac-Ir(ppy)3为光氧化还原催化剂,3 W的蓝色LED灯为光源，合成了聚甲基丙烯酸甲酯。我们仔细考察了光催化剂用量、引发剂与单体比例及不同引发剂对甲基丙烯酸甲酯聚合的影响。实验结果显示该聚合反应中不存在链转移反应，是一种活性自由基聚合。该反应只需0.005mol％的催化剂，反应条件温和，为高分子的设计与合成提供了一种新的策略。

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西北师范大学研究生学位论文作者信息

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第一章 文献综述

1.1可见光催化概述

1.2 可见光催化的有机反应

1.3论文研究的目的和主要意义

参考文献

第二章 可见光诱导的3-羧酸酯香豆素与缺电子烯烃分子间的[2+2]环加成反应

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3实验结果与讨论

2.4 本章小结

2.5部分产物结构表征数据

参考文献

第三章 可见光催化的甲基丙烯酸甲酯的活性可控自由基聚合反应研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3实验结果与讨论

3.4 本章小结

参考文献

附图 部分化合物NMR谱图

硕士期间研究成果

参加的科研项目

致谢