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咪唑类化合物作为一类重要的杂环化合物，在结构和组成上接近生物体的构成，具有较强的生物活性和药物活性。除了医药方面，咪唑类化合物在有机合成中间体方面也有着广泛的用途，同时咪唑类衍生物还是一类对环境友好的离子液体。由于咪唑类化合物应用广泛，受到人们的重视，研究其合成有着重要的实践意义。目前所报道的合成方法常存在一定的缺点与限制，比如底物不容易获得，反应条件苛刻等。所以，研究更温和和更实用的方法合成咪唑类化合物具有很重要的意义。而咪唑并吡啶类化合物在多氮杂环中脱颖而出，它们常表现出独特的生物活性，大大激发了有机和药物学家们的研究热情，发展了很多有效的合成方法，并深入研究了这些杂环化合物的性质。
本论文主要包括二个部分，第一部分，综述了这两类含氮杂环化合物的应用和研究现状，同时我们也对近些年来发展的C-H键官能化做了简要介绍，第二部分，描述了我们小组设计的咪唑类和咪唑并吡啶类的合成路线，主要包括:分子碘和过氧叔丁醇作为催化体系，苯乙醛和苄胺衍生物发生的环化缩合反应，以及铜催化下的苄胺与2-苯甲酰基吡啶衍生物缩合反应的研究。
在分子碘和过氧叔丁醇的催化下，苯乙醛和苄胺衍生物发生氧化环化反应，得到了较高产率的多取代咪唑类化合物，同时我们发现利用苯乙酮类衍生物也能够得到类似的咪唑类化合物。此反应底物范围广泛，反应迅速，反应产率较高。而反应条件较温和，是一种较实用的咪唑类化合物的合成方法。
空气中的分子氧作为一种价格低廉的氧化剂，由于其较低的反应性能和选择性，在合成化学中应用地并不广泛。我们利用空气中的氧气作为氧化剂，乙酸铜作为催化剂，苄胺与2-苯甲酰基吡啶发生氧化缩合反应，生成一系列的咪唑并吡啶类化合物。此反应为一锅法反应，反应产率高，为合成多取代咪唑并毗啶类化合物提供了一条新的途径。