基于分子碘和纳米氧化铜的绿色合成方法学研究

摘要

绿色合成方法学因其环境友好、减污减排等特性，在科学研究和工业应用领域具有深远的研究意义和重要的应用价值。
　　 本论文主要研究了基于分子碘和纳米氧化铜为催化剂的绿色合成方法学，并将两类方法学应用到了喹唑啉环骨架的构建之中。
　　 首先，我们发展了一个基于分子碘的全新、绿色、高效的非金属催化氧化体系，并且拓展了该体在有机合成中的应用。亚甲基到羰基的氧化和氨基到腈基的氧化是合成羰基和腈基的重要策略，目前实现这种转变的方法往往都使用到了化学量的金属氧化剂或者金属催化剂，真正具有合成意义的非金属体系却很少。我们的体系可以在无任何金属存在条件下，绿色、高效地实现羰基和腈基的合成，是一个真正有合成意义的非金属催化氧化体系，具有很高的应用价值。另外，喹唑啉结构普遍存在于天然产物中，并且表现出了很多重要的生理活性。然而传统合成喹唑啉的方法往往都会牵涉到原料单一、条件苛刻以及路线冗长等缺点，在我们的非金属体系中可以一步合成喹唑啉，反应操作简单、条件温和、产率很高，在大规模合成和医药研究领域具有重要的潜在应用价值。
　　 此外，利用纳米粒子易分离、可循环等的特性，拓展其在有机合成中的应用也是绿色合成方法学的重要研究内容之一。我们使用纳米氧化铜为催化剂实现了酚与卤代苯在无配体条件下的偶联。反应中避免了添加任何配体或者有机助剂，减少了常规反应中配体和有机助剂对环境带来的污染。并且纳米氧化铜催化剂在重复使用5次后反应活性基本保持，实现了催化剂很好地循环使用，简化了催化剂与产品的分离，一定程度上克服了均相反应中金属残余的问题。另外，我们也研究了各种负载的纳米氧化铜在由邻氨基酮和苄胺杓建喹唑啉骨架结构中的应用，并取得了很好的结果。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 亚甲基氧化到酮综述

1.2 氨基氧化到腈基综述

1.3 喹唑啉环构建综述

1.4 C-O键构建综述

1.5 本章参考文献

第二章 I2-Py-TBHP催化氧化活泼亚甲基到酮

2.1 课题的设计

2.2 课题的实施

2.3 机理的讨论

2.4 实验小结

2.5 本章参考文献

第三章 I2-Py-TBHP催化氧化氨基到腈

3.1 课题的设计

3.2 课题的实施

3.3 机理的讨论

3.4 实验小结

3.5 本章参考文献

第四章 I2-TBHP催化氧化构建喹唑啉环

4.1 课题的设计

4.2 课题的实施

4.3 机理的讨论

4.4 实验小结

4.5 本章参考文献

第五章 纳米氧化铜催化构建C-O键

5.1 课题的设计

5.2 课题的实施

5.3 实验小结

5.4 本章参考文献

第六章 负载纳米氧化铜催化氧化构建喹唑啉环

6.1 课题的设计

6.2 课题的实施

6.3 机理的讨论

6.4 实验小结

6.5 本章参考文献

第七章 实验部分

概述、试剂

7.1 I2-Py-TBHP催化氧化活泼亚甲基到酮实验

7.1.1 底物合成

7.1.2 氧化反应操作

7.1.3 产物谱图数据

7.1.4 本节参考文献

7.2 I2-Py-TBHP催化氧化氨基到腈实验

7.2.1 底物合成

7.2.2 氧化反应操作

7.2.3 产物谱图数据

7.2.4 本节参考文献

7.3 I2-TBHP催化氧化构建喹唑啉环实验

7.3.1 底物合成

7.3.2 氧化反应操作

7.3.3 产物谱图数据

7.3.4 本节参考文献

7.4 纳米氧化铜催化构建C-O键实验

7.4.1 纳米氧化铜的制备

7.4.2 底物合成

7.4.3 卤代笨酚的偶联

7.4.4 产物谱图数据

7.4.5 本节参考文献

7.5 负载纳米氧化铜催化氧化构建喹唑啉环实验

7.5.1 底物合成

7.5.2 氧化反应操作

7.5.3 产物谱图数据

7.5.4 本节参考文献

附录Ⅰ： 全文图示总结

附录Ⅱ： 新化合物及测试一览表

附录Ⅲ: 部分代表性产物谱图

研究生期间发表或即将发表的论文目录

致谢