论文摘要：水相中可见光催化下杂芳基碘鎓盐与芳烃化合物自由基偶联反应研究

摘要

杂环类化合物及其衍生物是天然产物、药物、农药以及有机材料中非常重要的一类化合物，芳基-杂芳基键的构建为合成杂环衍生物提供了一种重要的合成方法。传统含芳基-杂芳基键的杂环化合物是通过过渡金属催化的有机金属试剂与卤代烃及其类似物的交叉偶联反应来合成。基于芳环C-H活化的直接官能团化来合成含芳基-杂芳基键的杂环化合物是另外一种高效的方法。官能团化芳环如芳胺、酚的直接官能团化是比较困难的，虽然文献中已经报道了一些有效的合成方法，发展高效构筑芳基-杂芳基键的方法仍然是一个巨大的挑战。

通过自由基加成的方法实现对芳烃直接的官能团化是构建芳基-杂芳基键的重要方法。杂环化合物与产生于重氮盐、重氮酸盐以及芳基硼酸的芳基自由基反应合成含芳基-杂芳基键的杂环化合物方法已经被广泛研究，但是通过产生杂芳基自由基对吡咯、吲哚、芳胺、酚以及多取代的苯实现杂芳基化的方法却很少有人报道。可见光催化产生自由基是可持续的、绿色的催化方法，吸引了合成化学家的广泛关注。近期Sanford，König，Li及我们课题组报道了在光催化条件下用重氮盐来产生芳基自由基实现芳基-芳基键的偶联。最近我们课题组及Chatani课题组证实了在光催化下，芳基碘鎓盐也是一种重要的芳基自由基来源，但是利用杂芳基碘鎓盐在光催化下产生杂芳基自由基进而参与自由基加成反应的方法未见报道。

本论文研究了光催化下杂芳基碘鎓盐与官能团化芳烃及杂芳烃在水相条件下的自由基加成反应。主要研究了该反应在不同的时间、温度、光源的反应效果，考查了不同催化剂、添加剂、溶剂对反应的影响。在最优的反应条件下考查了底物范围，如N保护与N未保护的吡咯、吲哚等，不同取代基的芳烃，尤其是没有保护的芳胺、酚都可以高产率的得到含芳基-杂芳基键的杂环化合物。含不同的杂环以及芳环的芳基碘鎓盐均是好的反应底物。催化剂Ru(bpy)3Cl2·6H2O易溶于水，便于与有机相分离，催化剂循环五次，反应活性没有降低。

本论文实现了在水相中通过光催化产生杂芳基自由基进而对芳烃及杂芳烃的杂芳基化反应，为合成含芳基-杂芳基键的杂环化合物提供了一种高效的合成方法。

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