摘要
杂环化合物广泛存在于天然产物、药物和生物活性分子中，在制药、农业、材料等多个研究领域具有重要的研究价值与应用前景。美国FDA批准的药物中有59％都含有氮杂环。自由基串联环化反应是构建复杂碳环、杂环的一种极其有价值的方法，显示出较高的原子及步骤经济性。随着近年来可见光催化有机合成的发展，将传统通过加热进行的化学转化转变成可见光诱导光化学转化过程，具有绿色、可持续性等明显优势。因此，发展光催化尤其是非均相催化合成新型杂环骨架的新方法是当代合成领域的重要研究方向。 喹喔啉-2(1H)-酮类化合物是一类重要的含氮杂环单元，由于其重要的化学和生物活性，它们在天然产物和药物分子等方面表现出很好的应用价值。特别值得指出的是，多年来以喹喔啉-2(1H)-酮为反应起始物的合成工作基本上集中在其C3官能团化的改造，而这些纷繁多样的官能团衍生物的合成改造主要是通过下图所示的自由基加成及随后的氧化机理来实现的。然而，以喹喔啉-2(1H)-酮为起始物，通过自由基引发的串联环化反应来合成更复杂的功能化稠杂环化合物的新方法还鲜有报道。 本论文发展了(i)以喹喔啉-2(1H)-酮与N-芳基甘氨酸为反应底物，可见光诱导钙钛矿(CsPbBr3)催化的自由基串联环化反应，合成系列稠杂环四氢咪唑并[1，5-a]喹喔啉-4(5H)-酮类化合物的新方法，反应一锅煮一步完成;(ii)以相同的起始原料，发展了无金属g-C3N4做非均相光催化剂，溶剂调控选择性合成系列二氢喹喔啉-2(1H)-酮和四氢咪唑[1，5-a]喹喔啉-4（5H)-酮类化合物的新方法（如下图）。 具体研究内容如下: 一、钙钛矿做光催化剂合成系列稠杂环四氢咪唑并[1，5-a]喹喔啉-4(5H)-酮 在可见光照射下，以喹喔啉-2(1H)-酮与N-芳基甘氨酸为起始原料，使用可回收的钙钛矿(CsPbBr3)做非均相光催化剂，在绿色溶剂碳酸二甲酯(DMC)中一锅合成了系列稠杂环四氢咪唑[1，5-a]喹喔啉-4(5H)-酮化合物。该反应具有构环高效，催化剂易得且可回收，溶剂绿色，底物适用范围广，反应条件温和等明显优点。 二、g-C3N4做光催化剂溶剂调控选择性合成系列稠杂环四氢咪唑并[1，5-a]喹喔啉-4(5H)-酮及二氢喹喔啉-2（1H)-酮 在可见光照射下，以喹喔啉-2(1H)-酮与N-芳基甘氨酸为起始原料，使用无金属g-C3N4做非均相光催化剂，在DMSO/H2O的混合溶剂中合成了系列二氢喹喔啉-2(1H)-酮化合物;在EtOH溶剂中合成了系列四氢咪唑[1，5-a]喹喔啉-4(5H)-酮化合物。该反应体系具有以下优点:化学选择性高，使用无金属的可循环使用的多相催化剂，操作简便，反应时间短，无金属/添加剂/氧化剂，反应条件温和。
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