摘要
含氮杂环及稠环骨架具有潜在的生物活性、光学性能和药物价值。在农药、染料、发光材料(OLED)和医药中间体等方面都有广泛的应用。目前，传统合成这类化合物如四氢咪唑并[1，5-a]喹喔啉-4-（5H)-酮和6-苯基吲唑并[2，3-a]喹啉，往往操作步骤复杂繁琐，原子经济性差，制备条件严苛，难以操作，并且伴随着大量的有毒有害的副产物生成。因此本论文从简单易得的原料出发，开发了经济高效的绿色催化反应体系制备氮杂环化合物，主要研究结果如下: 1.光催化甘氨酸与喹喔啉酮的环化反应制备四氢眯唑并[1，5-a]喹喔啉-4-（5H）-酮 四氢咪唑并[1，5-a]喹喔啉-4-（5H）-酮是一种重要的天然生物碱，，由于其具有独特的生物和药理活性得到人们的广泛关注。然而，传统的合成该类化合物的方法存在条件严苛复杂，官能团耐受性差等问题。因此，开发一种绿色高效的方法来构建该类化合物具有重要的研究意义。甘氨酸是一种廉价易得的非天然氨基酸，已经被广泛用于合成复杂分子的起始原料。它可以通过单电子的氧化脱羧形成亚胺中间体，然后与亲电试剂发生交叉偶联反应。或与其他试剂反应制备氮杂环类化合物。喹喔啉酮是一类重要的生物骨架并且广泛存在于天然产物和其他具有生物活性的分子中。 我们开发了可见光促进的三联吡啶氯化钌六水合物催化的甘氨酸和喹喔啉酮类化合物[2+2+1]环化反应，以高达91％的收率合成了多种四氢咪唑并[1，5-a]喹喔啉-4-(5H）-酮化合物(Scheme 1)。该方法条件简单温和，底物普适性好。该反应体系的开发进一步提高了此类化合物在有机合成中的应用。 根据控制实验结果和相关文献报道，我们推测了可能的反应机理，如下图示(Scheme 2): 2.铑催化2-苯基-2H-吲唑与硫叶立德[4+2]环化反应制备6-芳基吲唑并[2，3-a]喹啉 6-芳基吲唑并[2，3-a]喹啉是一类重要的含有Π共轭体系的氮杂稠环化合物，并且在生物、化学和材料科学领域引起了极大的兴趣。特别是含有吲唑骨架的杂环及它们的金属配合物已经在有机发光二极管领域进行了大量的研究。除此之外，含有2H吲唑结构的化合物具有很高的生物活性和荧光性能，可以应用在细胞内的线粒体成像。然而，传统的方法存在很多的劣势，如，受限制的底物规模，较高的反应温度等。最近，过渡金属催化的C-H键活化引起了相当大的关注，因为它们提供了一种有效的合成方法，可以将简单的底物直接转化为复杂分子。 我们研究了Rh (Ⅲ)催化2-芳基-2H-吲唑和易制得的硫叶立德[4+2]环化反应。无外加氧化剂条件下，以高达88％的收率一锅法合成一系列6-芳基吲唑并[2，3-a]喹啉类化合物(Scheme 3)。 根据控制实验结果和相关文献报道，我们推测了可能的反应机理，如下图示(Scheme 4)。
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