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醇氧化为羰基化合物是目前实践中重要的一类化学转化,其中空间位阻较大的醇的氧化是目前较为困难的课题之一,特别是仅仅选择性的氧化醇羟基就更为困难。目前氧化醇的通用试剂往往有需要使用过量催化剂、有一定的毒性、不能催化空间位阻较大的醇、化学选择性不强等缺点。目前利用氧气作为终端氧源,高效选择性的催化高位阻醇的氧化的报道较少。 漆酶是一种研究较为广泛的含铜多酚氧化酶,漆酶及其介导物能够催化多种类型的有机化学反应。漆酶能够在常温下被空气氧化,进而氧化底物或者介导物,是一种可循环、催化效率高、底物范围广的绿色催化剂。其中漆酶-TEMPO系统能够催化较为广泛的醇氧化为相应的羰基化合物,是目前一种绿色的、化学选择性较强的催化系统,但是由于其不能催化空间位阻较大的醇的氧化,因此在此系统上的进一步优化可能可以获得更加优秀的催化系统。本文引入的AZADO是一种类似于TEMPO的氮氧自由基,由于其催化位点的周围的空间位阻相对较小,能够催化空间位阻较大的醇的氧化,并且还兼具TEMPO的高化学选择性,将具有更大的优势。本文还确证了漆酶-AZADO系统催化醇转化为羰基化合物的反应机理为离子氧化机理与TEMPO一致。 2-取代苯并噻唑、咪唑、恶唑是一类目前广泛存在在医药、天然产物领域的五元杂环化合物。目前有几类合成2-取代苯并噻唑的方法普遍存在使用过量催化剂、催化剂毒性较大、反应温度高、需要使用大量有机溶剂等缺点。而漆酶由于其绿色高效的催化氧化特性,如果能使用漆酶作为催化剂或者助催化剂将有利于反应环保、高质量的进行。 而目前使用邻氨基苯硫酚、邻氨基苯酚、邻苯二胺与醛缩合产生苯并噻唑、恶唑、咪唑的方法较为热门,用到的催化剂有不少是氧化剂,而且如TEMPO等还是漆酶能够催化的底物,并且已有漆酶在磷酸缓冲液中催化苯并咪唑合成的报道,因此本文引入漆酶作为催化剂尝试催化苯并噻唑的合成,但是单单加入漆酶无法催化反应的完成,因此考虑使用漆酶-介质系统催化本反应。 而漆酶催化的介质系统有三种催化机理,所以本文尝试了一些属于氢原子自由基转移机理、离子氧化机理、电子转移机理的催化剂如HBT、NHPI、AZADO、ABTS与漆酶一起催化反应。最终发现,AZADO与ABTS均能催化反应的进行。说明离子氧化机理与电子转移机理均适用于本反应,属于屯子转移机理的催化剂ABTS的催化效果最佳,但是由于ABTS氧化性过强能够氧化共轭双键,于是考虑进一步寻找更为温和的属于电子转移机理的氧化剂来催化本反应的进行。核黄素磷酸钠(FMN的钠盐)是一种生物体系中重要的氧化剂,它能以电子转移机理催化底物的反应,而且目前尚无漆酶-FMN系统催化反应的报道。因此本文尝试了漆酶-FMN来催化此反应的进行,结果发现除了非共轭烷基醛外,漆酶-FMN系统可以在常温、空气条件下催化一系列芳香醛、杂环醛的高产率转化。并提出了漆酶-FMN系统催化本反应的两种可能的反应机理。