【摘 要】
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含氮化合物广泛存在于天然产物、农用化学品以及药物分子中,是一类非常重要的有机化合物。因具有良好的生理活性与药用价值,合成含氮化合物的新方法、新反应和新策略一直是有机化学的研究热点。然而,文献报道的方法常常需要贵金属试剂或氧化剂,容易产生副产物,造成资源浪费,且存在安全隐患。因此,发展无需使用贵金属试剂和氧化剂的方法合成含氮杂环化合物是一项非常必要且具有挑战性的工作。有机电合成可以高效产生自由基、正
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含氮化合物广泛存在于天然产物、农用化学品以及药物分子中,是一类非常重要的有机化合物。因具有良好的生理活性与药用价值,合成含氮化合物的新方法、新反应和新策略一直是有机化学的研究热点。然而,文献报道的方法常常需要贵金属试剂或氧化剂,容易产生副产物,造成资源浪费,且存在安全隐患。因此,发展无需使用贵金属试剂和氧化剂的方法合成含氮杂环化合物是一项非常必要且具有挑战性的工作。有机电合成可以高效产生自由基、正离子以及负离子等活性中间体,不仅为C-N键的构筑提供了基础,也为含氮杂环芳烃的C-H官能团化反应提供了有力工具。利用有机电合成这一绿色合成技术,本论文主要完成以下四部分工作:第一部分工作是通过芳胺与分子内烯烃的脱氢[3+2]环化反应实现吲哚啉化合物的电化学合成。该反应使用廉价易得的二茂铁作为催化剂,无需使用贵金属催化剂以及氧化剂,可以有效抑制吲哚啉的过度氧化,且适用于二取代、三取代、甚至是位阻很大的四取代烯烃。利用电化学合成吲哚啉作为关键步骤,完成了海洋生物碱（±）-hinckdentine A的全合成。第二部分工作是利用电化学间接电解产生的酰胺氮自由基与分子内炔烃进行加成反应,发展了一种电化学合成4-羰基噁唑酮与咪唑酮的方法。其中,TEMPO既作为反应的电催化剂也作为新形成烯基自由基的捕获剂。该反应不受苯环上取代基电子效应的影响,具有良好的官能团容忍性与广泛的适用性。第三部分工作是发展了一种绿色、可持续性的光电化学促进的芳烃C-H胺化反应。该脱氢胺化反应不仅适用富电子芳烃化合物,同时也适用于缺电子芳烃以及一些杂环芳烃化合物。此方法无需使用当量的氧化试剂,且底物无需预官能团化。第四部分工作是发展了光电化学产生烷基自由基的方法,并将其应用于杂环芳烃C-H烷基化反应。该方法结合了光化学和电化学的优势,无需使用氧化试剂,可以有效避免烷基自由基发生钝化电极、聚合以及过度氧化等副反应。反应使用稳定易得的三氟硼酸钾作为自由基前体,可适用于一级、二级以及三级烷基基团的官能团化反应,具有优异的区域和化学选择性。
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