光催化C-H键的活化：苯丙醇环化制备色满及苄胺氧化制备苯甲酰胺

摘要

碳-氢(C-H)键活化和直接转化反应减少了各种试剂和原料的预先官能化，高度体现了原子经济性和环境友好的现代有机合成理念，激起了化学家们的极大兴趣。以过渡金属为代表的C-H键活化及其官能团化已日趋成熟，但是，金属特别是过渡重金属的使用给环境带来新的问题。光化学反应中的“光”是一种特殊的、能够参与反应的试剂，它以洁净、节能、节约为特点，是合成化学中非常活跃的研究领域之一。相比于经典的热化学反应，光化学反应可以在低温或室温下进行，能够选择性地激发某一基团引发反应的发生，合成热化学不能合成的产物。近年来，光化学反应的高速发展为C-H键活化注入了新的活力。基于光化学反应的C-H键活化以“绿色化学”为理念，为有机化学提供了新的思路和方法。本论文利用紫外光和可见光分别实现了不同C-H键活化，在温和的条件下高效、高选择性的实现了目标化合物的合成和转化。论文主要分为以下三个部分内容:
　　第一部分，介绍了光化学反应的基本原理和反应路径，对近年来光催化下Csp3-H键和Csp2-H键的活化研究现状进行概述，重点介绍了光催化芳烃Csp2二H键活化，苄位Csp3-H键的活化以及光催化交叉偶联产氢反应。最后，对本论文选题的科学意义进行阐述。
　　第二部分，我们利用紫外光，以有机小分子3-氰基-1-甲基喹啉高氯酸盐作为光敏剂，以非贵金属钴作为产氢催化剂，在没有氧化剂条件下，实现了苯丙醇及其衍生物的脱氢烷氧基化反应，反应中消除的质子以等当量的氢气作为唯一的副产物放出，反应条件温和，具有很高的原子经济性，为具有色满结构的化合物合成提供了新的方法和思路。
　　第三部分，我们利用可见光，以有机分子9-均三甲苯基-10-甲基吖啶高氯酸盐作为光敏剂，以氧气作为氧化剂，在乙腈溶剂中直接活化了氨基保护的苄胺苄位Csp3-H键，氧化生成相对应的苯甲酰胺化合物。反应条件温和，避免了在以往合成这一类分子骨架时所采用的金属和有毒氧化剂的使用，体现了“绿色化学”的合成理念并为此类化合物的合成提供了一种简便有效的方法。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 光催化Csp2-H键活化

1．3 光催化Csp3-H键活化

1．4 本论文的选题及意义

参考文献

第二章 光催化苯丙醇环化制备色满

2．1 引言

2．2 实验部分

2．3 结果与讨论

2．3．2 光催化苯丙醇环化制备色满条件的筛选

2．3．3 可能的反应路径

2．4 光催化苯丙醇环化制备色满的反应结果

2．5 结论

2．6 产物表征

参考文献

第三章 光催化苄胺氧化制备苯甲酰胺

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂

3．2．2 实验仪器和方法

3．2．3 反应底物的合成

3．2．4 可见光催化苄胺氧化制备苯甲酰胺反应

3．3 结果与讨论

3．3．1 光催化下苄胺氧化制备苯甲酰胺反应的条件筛选

3．3．2 光催化苄胺氧化制备苯甲酰胺底物适用范围

3．3．3 放大量反应

3．3．4 光催化苄胺氧化制备苯甲酰胺反应机理的研究

3．4 结论

3．5 产物的表征

参考文献

论文总结

硕士期间发表的文章

致谢

附图