随着工业的迅猛发展和人类活动的频繁,生态环境问题日益严重,如水污染、土壤污染、空气污染和温室效应等。加上森林植被的破坏,使得大气中二氧化碳和各种气体微粒含量增加,加剧了温室效应,导致全球性气候变暖。因此,二氧化碳的回收利用不仅可以有效地缓解温室效应,同时还能保护环境,实现丰富的碳资源的有效利用。随着环境保护意识的增强,化学工作者提出了“绿色化学”的概念,而有机电合成作为一种新型的绿色合成技术,可以把电子作为还原剂或氧化剂,从而实现反应的“原子经济性”利用。有机电羧化反应是一种固定CO2的有效方法,它包括C=C双键、C=O双键、C＝N双键和C-X键等活化基团的电羧化。其中,C-X键的电羧化是通过电化学方法还原有机卤代物,使C-X键断裂而脱掉卤素离子,再得电子后生成的碳负离子亲核进攻二氧化碳形成羧酸类化合物。有机卤化物是一类易致癌、毒性较强且难以降解的污染物,通过电化学的方法对其进行电羧化不仅能有效固定C02,而且还能将其转化为有用的化合物,减少环境污染。当底物中含有两个或多个以上的活化基团时,就涉及到不同活化基团的竞争反应。据相关文献报道,当底物中含有C=O双键和C-X键两个活化基团时,如卤代苯乙酮和卤代二苯甲酮的恒电位电羧化,底物得到一个电子后生成卤代的自由基阴离子,而后发生两个竞争反应,一种为自由基阴离子中的C=O双键电羧化生成卤代羟酸,另一种为卤代自由基阴离子中的卤素脱去,生成去卤代的苯乙酮或二苯甲酮,然后其中的C=O双键电羧化生成去卤代的羟酸,总之主产物为C＝O双键电羧化的产物,但在本工作中对卤代苯乙酮进行电还原时发现,主产物为C-X键的羧化产物对乙酰基苯甲酸甲酯,反应过程中同时还伴有C-X键的氢化产物苯乙酮及其电羧化产物2-苯基-2-羟基丙酸。本论文的主要研究内容如下：(1)对位卤代苯乙酮的电羧化研究在一室型电解池中,运用循环伏安法研究了对溴苯乙酮在不同电极上的电还原行为,及C02对其电还原的影响。在常温下,以饱和了C02的DMF为溶剂,Ag为工作电极,Mg为牺牲阳极,对溴苯乙酮为底物,通过电化学方法有效地合成了对乙酰基苯甲酸甲酯,避免了传统有机合成中使用昂贵催化剂、反应时间长、反应温度高、使用有毒溶剂、制备工艺复杂等缺点,是一种绿色的化学合成方法。为了优化反应条件,进一步考察了电极材料、支持盐、电流密度、电量及温度对羧化产率的影响,并通过结合循环伏安行为推测出了该电羧化反应的反应历程。同时还研究了其它卤代苯乙酮如对氯苯乙酮、对碘苯乙酮的循环伏安行为,并进行了电羧化反应。对比三种卤代苯乙酮的循环伏安行为和电羧化结果,发现对碘苯乙酮最容易被还原,主产物对乙酰基苯甲酸甲酯的羧化产率也最高,其次分别是对溴苯乙酮和对氯苯乙酮。运用Gaussian03量化软件计算了对氯苯乙酮、对溴苯乙酮和对碘苯乙酮三种卤代苯乙酮及其自由基和卤素原子的标准还原电位,探讨了不同卤素对卤代苯乙酮电化学还原的影响。(2)碘代苯乙酮的电羧化研究在前面研究的基础上,以碘代苯乙酮为底物,比较不同取代基位置对其电化学还原的影响。在常温常压下,运用循环伏安法研究了邻碘苯乙酮、间碘苯乙酮和对碘苯乙酮三种碘代苯乙酮的电化学行为,比较其还原电位,发现邻碘苯乙酮最易被还原,其次是对碘苯乙酮,最后是间碘苯乙酮。在一室型电解池中,以饱和了C02的DMF为溶剂,Ag为工作电极,Mg为牺牲阳极,恒电流电解对碘苯乙酮合成对乙酰基苯甲酸甲酯,并探究了电极材料、支持电解质、电流密度、通电量、反应温度对电羧化产物产率的影响。