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Minisci反应是烷基或者酰基自由基与芳香族化合物,特别是和缺电子芳香杂环碱化合物发生的自由基取代反应。Minisci反应在C-H官能团活化中具有重要作用,因此Minisci反应在合成化学和生物化学中具有重要的应用价值。缺电子芳香杂环碱化合物通过Minisci反应可以引入酰基。杂环酰基化合物广泛存在于天然产物、生物活性药物中,具有抗细菌、抗炎症、抗肿瘤等生物活性,同时乙酰基含氮杂环类化合物也是一种重要的香料。通常情况下,传统的Minisci反应体系主要以Ag盐为催化剂,且需要化学计量的氧化剂。然而,由于过渡金属的毒性和后处理的复杂性,且化学计量的氧化剂具有一定的危险性和腐蚀性,尤为值得注意的是,传统的Minisci反应还存在三个问题:一是区域选择性差;二是原料反应不完全,产率低;三是由于以上两个缺点,所以纯化得到适应生物测试水平的目标化合物是一种挑战,因此发展一种新型的Minisci反应体系来解决上述问题越来越成为人们关注的焦点。在本文中采用廉价易得的卤素作为催化剂,电化学条件下通过控制电流密度进而控制酰基自由基产生的速率,从而解决了传统的Minisci反应转化率低和选择性差的问题,即本课题发展了一种电化学条件下,操作简单且条件温和的Minisci反应。本文的主要内容包括:(1)酰基取代的缺电子含氮杂环化合物的电化学催化合成本研究报道了一种电化学催化的α-酮酸与缺电子杂环芳烃发生Minisci酰基化反应的新方法。该过程使用廉价易得的NH4I作为氧化还原剂,避免了过渡金属和过量氧化剂的使用,为Minisci酰基化反应提供了一种环境友好的方法。该方法还具有很好的底物普适性和官能团容忍性。在电解过程中,通过控制电流密度进而控制原位产生碘单质的浓度,从而保证碘代的α-酮酸化合物保持在一定的适宜浓度下,因此诱导产生的酰基自由基的浓度就会保持在一定的水平,即保证了选择性单酰化的实现。并且该反应的官能团兼容性好,条件温和。这一方法很好地弥补了传统Minisci酰基化反应的局限性。(2)乙酰基吡嗪的电化学合成乙酰基吡嗪是一种重要的有机中间体,同时也是一种重要的香料化合物。目前的合成方法存在很多问题,例如反应条件苛刻,后处理复杂等。同时有机电化学合成作为一种新的“绿色化学”合成手段受到了越来越广泛的关注,随着对有机电化学的研究不断深入,其应用范围也在不断地扩大。因此开发一条适合乙酰基吡嗪的绿色生产的有机电化学工艺路线具有十分重要的意义。本课题以吡嗪和丙酮酸为原料进行间接电化学氧化,得到乙酰基吡嗪化合物。借助核磁、GC-MS联用技术等表征手段,对乙酰基吡嗪的合成方法进行了探讨,目前已取得以下进展:(1)在DCM:H2O=1:1的溶剂体系下,以吡嗪和丙酮酸为原料进行了电化学合成反应并分离得到了目标产物纯品。(2)通过实验室小试反应确立了电化学反应的最佳反应条件,核磁产率为18%。